如何识别PCI/PCIE设备需要申请多大的地址空间？

1、PCI/PCIE设备的配置空间

(1)PCI/PCIE设备需要的资源都在配置空间里进行指定，其中需要的地址空间资源在配置空间的基地址寄存器里指定；
(2)参考博客：《PCI设备和PCI桥的配置空间(header_type0、header_type1)和配置命令(type0、type1)详解》；

2、PCI/PCIE的host计算出设备要申请的地址资源

2.1、读取设备基地址寄存器

(1)桥设备的配置空间也有2个基地址寄存器，非桥设备有6个基地址寄存器；
(2)基地址寄存器的位图含义如上，首先读出基地址寄存器的值，bit0是只读的，bit0是0代码申请内存空间地址，bit0是1表示申请I/O空间地址；
(3)如果是申请内存空间地址，则高28位是可以配置的，低4位表示固定的含义；如果是申请I/O空间地址，则高30位是可以配置的；

2.2、计算需要申请地址空间大小

(1)首先读出基地址寄存器的值，判断是要申请内存地址还是I/O地址；
(2)将0xFFFFFFFF写到基地址寄存器中，然后再读取出来；
(3)判断读取出来的值，高位有多少个1。因为有些bit位是只读的，所以不会被写成1；
(4)计算出需要分配的地址空间大小，将分配给设备的PCIE地址空间的基地址写到基地址寄存器；

2.3、举例

(1)读取出基地址寄存器的值，知道设备要申请内存地址空间；
(2)将0xFFFFFFFF写进基地址寄存器，再读取出来；
(3)从高位到低位依次判断读取出来的值，高12bit是1；
(4)则设备需要申请的内存地址空间是2的20次方，也就是1M空间；
(5)在PCIE地址空间中申请1M大小的地址，将首地址写到基地址寄存器中；
补充：将基地址寄存器全部位写1，但是基地址寄存器有的位是只读的并且默认是0，所以可以通过先写全1再读取的方式来计算需要申请的地址空间大小；

3、内存地址空间和I/O地址空间区别

内存地址空间：
(1)内存地址空间是可以支持预取和合并的；
(2)内存是你写1读出来就是1，不会自己改变；
I/O地址空间：
(1)I/O地址，更多的是反馈外部的状态，比如读取gpio引脚，这个引脚的高低状态是外部设备决定的，可以通过读取gpio引脚电平来得知外设状态；
(2）I/O地址是不支持预取和合并的。比如：要根据时序来先拉高再拉低，不能将两个动作合并成一个动作，只做最后拉低的动作；

4、内核中pcie的HOST驱动对地址分配的优化

(1)内核的PCIE控制器驱动程序，会扫描完挂载的所有设备，计算出每个设备需要的地址空间；
(2)因为申请的地址空间是需要对齐的，为了避免地址空间浪费，需要对地址空间分配的先后顺序进行排序，基本原则：先分配比较大的地址空间，再分配小的地址空间；
(3)比如现在要分配三个地址空间：1M、4K、2M。其中地址都有对齐要求，2M大小的地址空间要求首地址2M对齐，1M大小的地址空间要求首地址1M对齐，4K大小的地址空间要求首地址4K对齐。最优的分配顺序：先分配2M，再分配1M，最后分配4K，这样能最大程度避免因为地址对齐带来的地址空间的浪费；