PCI总线的存储器读写总线事务

要，本篇将在第2.1节专门讨论这两个概念。

以上对PCI总线的存储器与I/O总线事务的介绍并没有考虑PCI桥的存在，如果将PCI桥考虑进来，情况将略微复杂一些。下文将以图1?1为例说明处理器如何通过HOST主桥和PCI桥1对PCI设备11进行存储器读写操作。当处理器对PCI设备11进行存储器写操作时，这些数据需要通过HOST主桥x和PCI桥x1，最终到达PCI设备11，其访问步骤如下。值得注意的是，以下步骤忽略PCI总线的仲裁过程。

(1)首先处理器将要传递的数据放入通用寄存器中，之后向PCI设备11映射到的存储器域的地址进行写操作。值得注意的是，处理器并不能直接访问PCI设备11的PCI总线地址空间，因为这些地址空间是属于PCI总线域的，处理器所能直接访问的空间是存储器域的地址空间。处理器必须通过HOST主桥将存储器域的数据访问转换为PCI总线事务才能对PCI总线地址空间进行访问。

(2)HOST主桥x接收来自处理器的存储器写请求，之后处理器结束当前存储器写操作，释放系统总线。HOST主桥x将存储器域的存储器地址转换为PCI总线域的PCI总线地址。并向PCI总线x0发起PCI写请求总线事务。值得注意的是，虽然在许多处理器系统中，存储器地址和PCI总线地址完全相等，但其含义完全不同。

(3)PCI总线x0上的PCI设备01、PCI设备02和PCI桥1将同时监听这个PCI写总线事务。最后PCI桥x1接收这个写总线事务，并结束来自PCI总线x0的PCI总线事务。之后PCI桥x1向PCI总线x1发起新的PCI总线写总线事务。

(4)PCI总线x1上的PCI设备11和PCI设备12同时监听这个PCI写总线事务。最后PCI设备11通过地址译码方式接收这个写总线事务，并结束来自PCI总线x1上的PCI总线事务。

由以上过程可以发现，由于存储器写总线事务使用Posted传送方式，因此数据通过PCI桥后都将结束上一级总线的PCI总线事务，从而上一级PCI总线可以被其他PCI设备使用。如果使用Non-Posted传送方式，直到数据发送到PCI设备11之后，PCI总线x1和x0才能依次释放，从而在某种程度上将造成PCI总线的拥塞。

处理器对PCI设备11进行I/O写操作时只能采用Non-Posted方式进行，与Posted方式相比，使用Non-Posted方式，当数据到达目标设备后，目标设备需要向主设备发出“回应[1]”，当主设备收到这个“回应”后才能结束整个总线事务。本节不再讲述处理器如何对PCI设备进行I/O写操作，请读者思考这个过程。

处理器对PCI设备11进行存储器读时，这个读请求需要首先通过HOST主桥x和PCI桥x1到达PCI设备，之后PCI设备将读取的数据再次通过PCI桥x1和HOST主桥x传递给HOST处理器，其步骤如下所示。我们首先假设PCI总线没有使用Delayed传送方式处理Non-Posted总线事务，而是使用纯粹的Non-Posted方式。

(1)首先处理器准备接收数据使用的通用寄存器，之后向PCI设备11映射到的存储器域的地址进行读操作，

(2)HOST主桥x接收来自处理器的存储器读请求。HOST主桥x进行存储器地址到PCI总线地址的转换，之后向PCI总线x0发起存储器读总线事务。

(3)PCI总线x0上的PCI设备01、PCI设备02和PCI桥x1将监听这个存储器读请求，之后PCI桥1接收这个存储器读请求。然后PCI桥x1向PCI总线x1发起新的PCI总线读请求。

(4)PCI总线x1上的PCI设备11和PCI设备12监听这个PCI读请求总线事务。最后PCI设备11接收这个存储器读请求总线事务，并将这个读请求总线事务转换为存储器读完成总线事务之后，将数据传送到PCI桥x1，并结束来自PCI总线x1上的PCI总线事务。

(5)PCI桥x1将接收到的数据通过PCI总线x0，继续上传到HOST主桥x，并结束PCI总线x0上的PCI总线事务。

(6)HOST主桥x将数据传递给处理器，最终结束处理器的存储器读操作。

显然这种方式与Posted传送方式相比，PCI总线的利用率较低。因为只要HOST处理器没有收到来自目标设备的“回应”，那么HOST处理器到目标设备的传送路径上使用的所有PCI总线都将被阻塞。因而PCI总线x0和x1并没有被充分利用。

由以上例子，我们可以发现只有“读完成”依次通过PCI总线x1和x0之后，存储器读总线事务才不继续占用PCI总线x1和x0的资源，显然这种数据传送方式并不合理。因此PCI总线使用Delayed传送方式解决这个总线拥塞问题，有关Delayed传送方式的实现机制见第1.3.5节。

1.3.4PCI设备读写主存储器

PCI设备与存储器直接进行数据交换的过程也被称为DMA。与其他总线的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校支持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校这两个寄存器也是PCI