PCIe扫盲——PCI总线的地址空间分配

PCI总线具有32位数据/地址复用总线，所以其存储地址空间为2的32次方=4GB。也就是PCI上的所有设备共同映射到这4GB上，每个PCI设备占用唯一的一段PCI地址，以便于PCI总线统一寻址。每个PCI设备通过PCI寄存器中的基地址寄存器来指定映射的首地址。如下图所示：

注：需要注意的是PCI的地址空间和x86系统中的FSB并不是对等的，而是具有一定的映射关系。

PCI体系结构中，一共支持三种地址空间：Memory Address Space、I/O Address Space和Configuration Address Space。其中x86处理器可以直接访问的只有Memory Address Space和I/O Address Space。而访问Configuration Address Space则需要通过索引IO寄存器来完成。

注：在PCIe中，则引入了一种新的Configuration Address Space访问方式：将其直接映射到了Memory Address Space当中。

如上图所示，最左边的即为Memory Address Space，其中包括了多个PCI Memory、AGP Video（显卡）Memory以及Extended Memory、Boot ROM等。中间的为I/O Address Space，需要注意的是，虽然PCI支持32位的地址，但是由于x86的CPU只支持16位的I/O空间，这就限制了PCI的I/O Address Space最大只有64KB。最右边的则为Configuration Address Space，由于每一个PCI设备最多支持8种功能（Function），每一条PCI总线最多支持32个设备，而每一个PCI总线系统最多又支持256个子总线（通过PCI桥）。因此，总的Configuration Address Space的大小为：256 Bytes/function x 8 functions/device x 32 devices/bus x 256 buses/system = 16MB。

如图中所示，Configuration Address Space所使用的IO寄存器范围为0xCF8_{0xCFF。其中0xCF8}0xCFB为端口地址，0xCFC~0xCFF为配置数据。