PCIe 64 位不可预取空间

Question

我一直在阅读令人恐惧的 PCIe 规范，但仍然无法对以下问题得到任何解决方案。

1. PCIe 是否允许将巨大(例如 16GB)64 位不可预取内存空间映射到 4GB 边界以上？或者它们仍然与 32 位时代一样受限于 1GB，并且无法调用大片不可预取的空间？

2. 假设规范允许(据我所知确实如此)，广泛使用的 BIOS 是否支持它？还是理论上允许但实践中不这样做？

Answer 1

TL;DR/简答

没有。对不可预取内存的 BAR 请求仅限于使用低 32 位地址空间。

http://www.pcisig.com/reflector/msg03550.html

长答案

答案是否定的原因与 PCI 内部结构有关。描述 PCI 总线所包含的内存范围的数据结构仅保留足够的空间来存储 32 位基址以及不可预取内存和 I/O 内存范围的限制地址。但是，它确实保留了足够的空间来存储 64 位基址和可预取内存的限制。

更长的答案

具体看http://wiki.osdev.org/PCI#PCI_Device_Structure ，图 3(PCI 至 PCI 桥接器)。这显示了 PCI 配置空间 header 类型 0x01(PCI 到 PCI 桥的 header 格式)。请注意，从该表中的寄存器 1C 开始，有:

• 1C:8(中间)位用于 I/O 基地址。仅前 4 位可用。
• 1D:8(中间)位用于 I/O 限制地址。仅前 4 位可用。
• 忽略 1E-1F。
• 20:16 位用于不可预取的内存基地址。仅前 12 位可用。
• 22:16 位用于不可预取的内存限制地址。仅前 12 位可用。
• 24:16(中间)位用于可预取内存基地址
• 26:16(中间)位用于可预取内存限制地址
• 28:扩展可预取内存基地址的 32 个高位
• 2C:32 个高位用于扩展可预取内存限制地址
• 30:扩展I/O基地址的高16位
• 32:扩展I/O限制地址的高16位

实际地址是通过将这些寄存器(部分)与 0(对于基地址)或 1(对于限制地址)连接在一起来创建的。 I/O 和不可预取的基地址和限制地址是 32 位，其构成如下:

Bit#                      31            20 19   16 15                       0

I/O Base:               [      16 upper bits      : 4 middle bits : 12 zeros ]
I/O Limit:              [      16 upper bits      : 4 middle bits : 12 ones  ]
Non-prefetchable Base:  [      12 bits     :              20 zeros           ]
Non-prefetchable Limit: [      12 bits     :              20 ones            ]

可预取的基址和限制地址是 64 位，其形成方式如下:

Prefetchable Base:
Bit#                      63                                                32

                        [                   32 upper bits                     ]
                        [  12 middle bits  :              20 zeros            ]

Bit#                      31                    16 15                        0


Prefetchable Limit:     
Bit#                      63                                               32

                        [                   32 upper bits                     ]
                        [  12 middle bits  :              20 ones             ]

Bit#                      31                    16 15                       0

正如您所看到的，只有可预取内存基址和限制寄存器才有足够的位来表示 64 位地址。所有其他的都仅限于 32 个。