PCIe扫盲——Memory & IO 地址空间

早期的PC中，所有的IO设备（除了存储设备之外的设备）的内部存储或者寄存器都只能通过IO地址空间进行访问。但是这种方式局限性很大，而且效率低，于是乎，软件开发者和硬件厂商都不能忍了……然后一种新的东西就出来了——MMIO。MMIO，即Memory Mapped IO，也就是说把这些IO设备中的内部存储和寄存器都映射到统一的存储地址空间（Memory Address Space）中。但是，为了兼容一些之前开发的软件，PCIe仍然支持IO地址空间，只是建议在新开发的软件中采用MMIO。

注：PCIe Spec中明确指出，IO地址空间只是为了兼容早期的PCI设备（Legacy Device），在新设计中都应当使用MMIO，因为IO地址空间可能会被新版本的PCI Spec所抛弃。

IO地址空间的大小是4GB（32bits），而MMIO则取决于处理器（和操作系统），并且由处理器进行统一分配管理。

如下图所示，PCIe总线中有两种MMIO：P-MMIO和NP-MMIO。

P-MMIO，即可预取的MMIO（Prefetchable MMIO）；NP-MMIO，即不可预取的MMIO（Non-Prefetchable MMIO）。其中P-MMIO读取数据并不会改变数据的值。

注：P-MMIO和NP-MMIO主要是为了兼容早期的PCI设备，因为PCIe请求中明确包含了每次的传输的大小（Transfer Size），而PCI并没有这些信息。