PCI配置空間(PCI Configuration Space)
PCI設備(PCI device)都有一個配置空間，大小為256字節，實際上是一組連續的寄存器，位於設備上。其中頭部64字節是PCI標准規定的，格式如下：
剩余的部分是PCI設備自定義的。
PCI配置空間頭部有6個BAR(Base Address Registers)，BAR記錄了設備所需要的地址空間的類型(memory space或者I/O space)，基址以及其他屬性。BAR的格式如下：
可以看出，設備可以申請兩類地址空間，memory space和I/O space，它們用BAR的最后一位區別開來。
說到地址空間，計算機系統中，除了我們常說的memory address(包括邏輯地址、虛擬地址(線性地址)、CPU地址(物理地址))，還有I/O address，這是為了訪問I/O設備(主要是設備中的寄存器)而設立的，大部分體系結構中，memory address和I/O address都是分別編址的，且使用不同的尋址指令，構成了兩套地址空間，也有少數體系結構將memory address和I/O address統一編址(如ARM)。
有兩套地址空間並不意味着計算機系統中需要兩套地址總線，實際上，memory address和I/O address是共用一套地址總線，但通過控制總線上的信號區別當前地址總線上的地址是memory address還是I/O address。北橋芯片(Northbridge，Intel稱其Memory Controller Hub，MCH)負責地址的路由工作，它內部有一張address map，記錄了memory address，I/O address的映射信息，一個典型的address map如圖：
我們來看北橋是如何進行地址路由的。根據控制總線上的信號，北橋首先可以識別地址屬於memory space還是I/O space，然后分別做處理。
比如若是memory space，則根據address map找出目標設備(DRAM或Memory Mapped I/O)，若是DRAM或VGA，則轉換地址然后發送給內存控制器或VGA控制器，若是其它I/O設備，則發送給南橋。
若是I/O space，則發送給南橋(Southbridge，Intel稱其I/O Controller Hub，ICH)，南橋負責解析出目標設備的bus, device, function號，並發送信息給它。
PCI設備會向計算機系統申請很多資源，比如memory space, I/O space, 中斷請求號等，相當於在計算機系統中占位，使得計算機系統認識自己。
PCI設備可以通過兩種方式將自己的I/O存儲器(Registers/RAM/ROM)暴露給CPU：
在memory space申請地址空間，或者在I/O space申請地址空間。
這樣，PCI設備的I/O存儲器就分別被映射到CPU-relative memory space和CPU-relative I/O space，使得驅動以及操作系統得以正常訪問PCI設備。對於沒有獨立I/O space的體系結構(如ARM)，memory space和I/O space是統一編址的，也就是說memory space與I/O space等價了，這時，即使PCI設備在BAR表明了要申請I/O space，實際上也是分配在memory space的，所以驅動無法使用I/O端口指令訪問I/O，只能使用訪存指令。在Windows驅動開發中，PCM_PARTIAL_RESOURCE_DESCRIPTOR記錄了為PCI設備分配的硬件資源，可能有CmResourceTypePort, CmResourceTypeMemory等，后者表示一段memory地址空間，顧名思義，是通過memory space訪問的，前者表示一段I/O地址空間，但其flag有CM_RESOURCE_PORT_MEMORY和CM_RESOURCE_PORT_IO兩種，分別表示通過memory space訪問以及通過I/O space訪問，這就是PCI請求與實際分配的差異，在x86下，CmResourceTypePort的flag都是CM_RESOURCE_PORT_IO，即表明PCI設備請求的是I/O地址空間，分配的也是I/O地址空間，而在ARM或Alpha等下，flag是CM_RESOURCE_PORT_MEMORY，表明即使PCI請求的I/O地址空間，但分配在了memory space，我們需要通過memory space訪問I/O設備(通過MmMapIoSpace映射物理地址空間到虛擬地址空間，當然，是內核的虛擬地址空間，這樣驅動就可以正常訪問設備了)。
為了為PCI設備分配CPU-relative space，計算機系統需要知道其所申請的地址空間的類型、基址等，這些信息記錄在設備的BAR中，每個PCI配置空間擁有6個BAR，因此每個PCI設備最多能映射6段地址空間(實際很多設備用不了這么多)。PCI配置空間的初始值是由廠商預設在設備中的，於是設備需要哪些地址空間都是其自己定的，可能造成不同的PCI設備所映射的地址空間沖突，因此在PCI設備枚舉(也叫總線枚舉，由BIOS或者OS在啟動時完成)的過程中，會重新為其分配地址空間，然后寫入PCI配置空間中。
通過memory space訪問設備I/O的方式稱為memory mapped I/O，即MMIO，這種情況下，CPU直接使用普通訪存指令即可訪問設備I/O。
通過I/O space訪問設備I/O的方式稱為port I/O，或者port mapped I/O，這種情況下CPU需要使用專門的I/O指令如IN/OUT訪問I/O端口。
常見的MMIO例子有，VGA card將framebuffer映射到memory space，NIC將自己的片上緩沖映射到memory space，實際上，最典型的MMIO應該是DRAM，它將自己的存儲空間映射到memory space，是占用CPU地址空間最多的“設備”。