X86 IO端口和MMIO

I/O作为CPU和外设交流的一个渠道，主要分为两种，一种是Port I/O，一种是MMIO(Memory mapping I/O)。
前者就是我们常说的I/O端口，它实际上的应该被称为I/O地址空间。
对于x86架构来说，通过IN/OUT指令访问。PC架构一共有65536个8bit的I/O端口，组成64KI/O地址空间，编号从0~0xFFFF。连续两个8bit的端口可以组成一个16bit的端口，连续4个组成一个32bit的端口。I/O地址空间和CPU的物理地址空间是两个不同的概念，例如I/O地址空间为64K，一个32bit的CPU物理地址空间是4G。

MMIO占用CPU的物理地址空间，对它的访问可以使用CPU访问内存的指令进行。一个形象的比喻是把文件用mmap()后，可以像访问内存一样访问文件、同样，MMIO是用访问内存一样的方式访问I/O资源，如设备上的内存。MMIO不能被cache，原因以前很多帖子论述过，就不多说了（有特殊情况，如VGA）。

Port I/O和MMIO的主要区别在于1）前者不占用CPU的物理地址空间，后者占有（这是对x86架构说的，一些架构，如IA64，port I/O占用物理地址空间）。2）前者是顺序访问。也就是说在一条I/O指令完成前，下一条指令不会执行。例如通过Port I/O对设备发起了操作，造成了设备寄存器状态变化，这个变化在下一条指令执行前生效。uncache的MMIO通过uncahce memory的特性保证顺序性。3）使用方式不同

由于port I/O有独立的64KI/O地址空间，但CPU的地址线只有一套，所以必须区分地址属于物理地址空间还是I/O地址空间。早期的CPU有一个M/I针脚来表示当前地址的类型，后来似乎改了。刚才查了一下，叫request command line，没搞懂，觉得还是一个针脚。

IBM PC架构规定了一些固定的I/O端口，ISA设备通常也有固定的I/O端口，这些可以通过ICH（南桥）的规范查到。PCI设备的I/O端口和MMIO基地址通过设备的PCI configure space报告给操作系统，这些内容以前的帖子都很多，可以查阅一下。

IOMMU架构
IOMMU是对于设备发起DMA操作来说的，你可以理解成设备用于做DMA的地址是一个虚拟地址（这个虚拟地址和我们平时说的那个不一样，是特指设备DMA用的地址，相对真实的物理地址而言。在没有IOMMU的情况下用的是物理地址）。
AMD,Intel,Sun,IBM都推出了自己的IOMMU技术，PCI-SIG协会也进行了相关的工作，

X86 IO端口和MMIO的更多相关文章

  1. io端口与io内存详解

    (一)地址的概念 1)物理地址:CPU地址总线传来的地址,由硬件电路控制其具体含义.物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的,但也常被映射到其他存储器上(如显存.BIOS等).在程序指令中的虚拟地址 ...

  2. IO端口和IO内存的区别及分别使用的函数接口

    每个外设都是通过读写其寄存器来控制的.外设寄存器也称为I/O端口,通常包括:控制寄存器.状态寄存器和数据寄存器三大类.根据访问外设寄存器的不同方式,可以把CPU分成两大类.一类CPU(如M68K,Po ...

  3. IO端口和IO内存的区别 转

      目录(?)[-] Linux系统对IO端口和IO内存的管理 一.I/O端口 二.IO内存 三.IO端口和IO内存的区分及联系 四.外设IO端口物理地址的编址方式 统一编址 独立编址 优缺点 五.L ...

  4. linux中的 IO端口映射和IO内存映射

    参考自:http://blog.csdn.net/zyhorse2010/article/details/6590488 CPU地址空间 (一)地址的概念 1)物理地址:CPU地址总线传来的地址,由硬 ...

  5. Linux系统对IO端口和IO内存的管理

    引用:http://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/7204458 一.I/O端口 端口(port)是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址 ...

  6. <摘录>io端口和io内存

    linux中的 IO端口映射和IO内存映射 (一)地址的概念 1)物理地址:CPU地址总线传来的地址,由硬件电路控制其具体含义.物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的,但也常被映射到其他存储器上 ...

  7. 【linux开发】IO端口和IO内存的区别及分别使用的函数接口

    IO端口和IO内存的区别及分别使用的函数接口 每个外设都是通过读写其寄存器来控制的.外设寄存器也称为I/O端口,通常包括:控制寄存器.状态寄存器和数据寄存器三大类.根据访问外设寄存器的不同方式,可以把 ...

  8. IO端口、IO内存、IO空间、内存空间的含义和联系

    1,IO空间:X86一个特有的空间,与内存空间独立的空间,同样利用IO空间可以操作数据,只不过是利用对应的IO端口操作函数,例如inb(), inbw(), inl(); outb(), outw() ...

  9. IO端口和IO内存

    为什么会有IO端口和IO内存 这主要原因是因为处理器的架构不同,这里我们使用arm来代表典型的使用IO内存架构,intel 80x86代表典型的使用IO端口架构.简单来说arm把所有寄存器(包括外部设 ...

随机推荐

  1. PHP 14:类的实例

    原文:PHP 14:类的实例 在本章中我们将介绍一个实例,来进一步对类加深了解.本章构建一个Page类,它代表了一个页面.其中有显示页面的title,样式,内容等函数.此页面的效果如下:我们将把这个页 ...

  2. 快速构建Windows 8风格应用10-设备方向

    原文:快速构建Windows 8风格应用10-设备方向 本篇博文主要介绍常用支持Windows 8操作系统设备的方向.如何获取当前设备方向.DisplayProperties类. 常用支持Window ...

  3. c#之冒泡排序的三种实现和性能分析

    冒泡排序算法是我们经常见到的尤其是子一些笔试题中. 下面和大家讨论c#中的冒泡排序,笔者提供了三种解决方案,并且会分析各自的性能优劣. 第一种估计大家都掌握的,使用数据交换来实现,这种就不多说了,园子 ...

  4. [翻译]初识SQL Server 2005 Reporting Services Part 2

    原文:[翻译]初识SQL Server 2005 Reporting Services Part 2 在Part 1文章中我们对SQL Server Reporting Services 2005(S ...

  5. 附加没有LDF的数据库文件

    原文:附加没有LDF的数据库文件 如果你只下载了数据文件,没有LDF文件,那么附加的时候选择使用ATTACH_REBUILD_LOG. 命令类似: USE [master] GO CREATE DAT ...

  6. Twitter Bootstrap JavaScript插件

    Twitter Bootstrap JavaScript插件本文收集了10款非常不错的JavaScript Twitter bootstrap扩展插件,利用Boostrap开发者可以节省大量的时间修复 ...

  7. html5学习(一)--canvas画时钟

    利用空余时间学习一下html5. <!doctype html> <html> <head></head> <body> <canva ...

  8. Ubuntu下安装Python绘图库Matplotlib的方法

    在安装好Python的基础上, sudo apt-get install python-numpy sudo apt-get install python-scipy sudo apt-get ins ...

  9. 【Oracle】-【COMMIT对索引的影响】-从trace看COMMIT对索引的影响

    之前看过老杨http://yangtingkun.itpub.net/post/468/231000的一篇文章,讲述了INSERT操作对全文索引无操作,但DELETE时为了防止删除的数据仍能通过索引的 ...

  10. poj3083走玉米地问题

    走玉米地迷宫,一般有两种简单策略,遇到岔路总是优先沿着自己的左手方向,或者右手方向走.给一个迷宫,给出这两种策略的步数,再给出最短路径的长度. ######### #.#.#.#.# S....... ...