用户地址空间怎么算

用户内存地址空间的大小受cpu地址总线的限制。比如8086cpu的地址总线宽度为20，可以传送2^20个不同的地址信息。即可以定位2^20个内存单元，则8086pc的内存地址空间大小为1MB。同理，80386cpu的地址总线宽度为32，则内存地址空间最大为4GB。1mb=1024kb=1024*1024b=2^20b 20即为地址线宽。

相关知识：在计算机中，每个设备以及进程都被分配了一个地址空间。处理器的地址空间由其 地址总线以及寄存器决定。地址空间可以分为Flat——表示起始空间位置为0；或者Segmented——表示空间位置由偏移量决定。在某些系统中，可以进行地址空间的 类型转换。至于IP地址空间，IPV4协议并没有遇见到IP地址的需求量如此之大，32位的地址空间已经无法满足需求了。因此，开发了 IPV6协议，支持128位的地址空间。

PCI设备有很好的可配置型和易操作性，这很大方面要归功于其地址空间的可动态分配的特性。而动态分配地址空间就是依赖于BAR（base address register）实现的。

BAR是PCI配置空间中从0x10 到 0x24的6个register，用来定义PCI需要的配置空间大小以及配置PCI设备占用的地址空间。

每个PCI设备在BAR中描述自己需要占用多少地址空间，bios通过所有设备的这些信息构建一张address map，描述系统中资源的分配情况，然后在合理的将地址空间配置给每个PCI设备。这里主要分为几个部分描述：

1. PCI设备占用的地址空间大小：

这个是根据PCI设备的需求而不同的，这个映射空间不同于配置空间，一般想网卡等设备占用较大的地址空间，而一些串口等设备占用较少的地址空间，而我们知道X86中地址空间又MEM和IO两类，因此PCI 的BAR在bit0来表示该设备是映射到memory还是IO，bar的bit0是readonly的，也就是说，设备寄存器是映射到memory还是IO是由设备制造商决定的，其他人无法修改。

下图是BAR寄存器的结构：

图 1 Base Address Register for Memory

图 2 Base Address Register for I/O

bit0：表示设备寄存器是映射到memory（0）还是IO（1)空间。

bit1:  reserved 0

bit2: 在base adress register for Memory 中0表示32位地址空间，1表示64位地址空间。

bit3:在memory BAR中用来表示该设备是否允许prefetch，1表示可以预取，0表示不可以预区。

其余的bit用来表示设备需要占用的地址空间大小。

BAR通过将某些位设置为只读，且0来表示需要的地址空间大小，比如一个PCI设备需要占用1MB的地址空间，那么这个BAR就需要实现高12bit是可读写的，而20-4bit是只读且位0。地址空间大小的计算方法如下：

    a.向BAR寄存器写全1

    b.读回寄存器里面的值，然后clear 上图中特殊编码的值，(IO 中bit0，bit1， memory中bit0-3)。

    c.对读回来的值取反，加一就得到了该设备需要占用的地址内存空间。

BIOS将系统中所有的PCI设备需要的地址空间大小读出来，然后计算得到一张address map。

bios可以为设备预留大于BAR要求的地址空间，而PCI规范中建议为需要的地址空间少于4KB的设备分配4KB的地址空间。

映射到IO空间的设备每个BAR不能占用大于256byte，在X86系统中IO编址是16位的，此时BAR中的高16bit需要hardware to zero。

2. memory address map构造完成以后需要为设备分配地址空间，此时就是把分配给设备的起始地址写入BAR寄存器即可。

比如上面位一个设备分配1MB的空间，在0xff000000（4GB-16MB）的位置，那么就把0xff000000写入BAR即可。

我们发现PCI这种地址自然地要求位设备分配的地址空间要跟BAR定义的大小对齐，因此PCI设备的映射空间始终是跟BAR的大小对齐的

转自： http://hi.baidu.com/qingyayizhan/blog/item/62137d4b1c85810309f7ef10.html

主存地址空间大小意思是指对存储器编码(编码地址)的范围。所谓编码就是对每一个物理存储单元(一个字节)分配一个号码，通常叫作"编址"。分配一个号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它，完成数据的读写，这就是所谓的"寻址"。

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