《PCI Express体系结构导读》随记 —— 第I篇 第1章 PCI总线的基本知识（14）

接前一篇文章：《PCI Express体系结构导读》随记 —— 第I篇 第1章 PCI总线的基本知识（13）

1.3?PCI总线的存储器读写总线事务

1.3.4?PCI读写主存储器

PCI设备与存储器直接进行数据交换的过程也被称为DMA。与其它总线的DMA过程类似，PCI设备进行DMA操作时，需要获得数据传送的目的地址和传送大小。支持DMA传递的PCI设备可以在其BAR空间中设置两个寄存器，分别保存这个目标地址和传送大小。这两个寄存器也是PCI设备DMA控制器的组成部件。

值得注意的是，PCI设备进行DMA操作时，使用的目的地址是PCI总线域的物理地址，而不是存储器域的物理地址。因为PCI设备并不能识别存储器域的物理地址，而仅能识别PCI总线域的物理地址。

HOST主桥负责完成PCI总线地址到存储器域地址的转换。HOST主桥需要进行合理设置，将存储器域的地址空间映射到PCI总线之后，PCI设备才能对这段存储器空间进行DMA操作。PCI设备不能直接访问没有经过主桥映射的存储器空间。

许多处理器允许PCI设备访问所有存储器域地址空间，但是有些处理器可以设置PCI设备所能访问的存储器域地址空间，从而对存储器域地址空间进行保护。例如，PowerPC处理器的HOST主桥可以使用Inbound寄存器组，设置PCI设备（能够）访问的存储器地址范围和属性，只有在Inbound寄存器组映射的存储空间，才能被PCI设备访问。

综上所述，在一个处理器系统中，并不是所有存储器空间都可以被PCI设备访问，只有在PCI总线域中有映像的存储器空间才能被PCI设备访问。经过HOST主桥映射的存储器，具有两个“地址”：一个是在存储器域的地址；一个是在PCI总线域的地址。当处理器访问这段存储器空间时，使用存储器地址；而当PCI设备访问这段内存时，使用PCI总线地址。在多数处理器系统中，存储器地址与PCI总线地址相同，但是系统程序员需要正确理解这两个地址的区别。

下面以PCI设备11向主存储器写数据为例，说明PCI设备如何进行DMA写操作。再次贴出图1-1：

（1）首先，PCI设备11将存储器写请求发向PCI总线x1（注意这个写请求使用的地址时PCI总线域的地址）；

（2）PCI总线域x1上的所有设备监听这个请求，因为PCI设备11是向处理器的存储器写数据，所以PCI总线x1上的PCI Agent设备（PCI规范将PCI主从设备统称为PCI Agent设备，前文提到）都不会接收这个数据请求；

（3）PCI桥x1发现当前总线事务使用的PCI总线地址不是其下游设备使用的PCI总线地址，则接收这个数据请求。此时PCI桥x1将结束来自PCI设备11的Posted存储器写请求，并将这个数据请求推到上游PCI总线上，即PCI总线x0上；

（4）PCI总线x0上的所有PCI设备包括HOST主桥将监听这个请求。PCI总线x0上的PCI Agent设备也不会接收这个数据请求，此时这个数据请求将由HOST主桥x接收，并结束PCI桥x1的Posted存储器写请求；

（5）HOST主桥x发现这个数据请求发向存储器，则将来自PCI总线x0的PCI总线地址转换为存储器地址，之后通过存储器控制器将数据写入存储器，完成PCI设备的DMA写操作。

本节内容较长，为了便于理解和消化，后一半内容放到下一回中。