CPU的端口映射I/O和内存映射I/O

Posted 2020-10-11 拂石

      CPU在访问内存时，通过数据总线和地址总线和内存交换信息，进行读写操作，这是内存映射I/O。

      而当CPU访问外接设备时，可通过内存映射和端口映射两种方式进行I/O操作，通过内存映射访问设备的方法和访问内存类似，只不过访问的是设备的不同于内存的地址设备。

      而对于片内设备来说，不同的处理器可能有不同的映射方式。X86对于片内设备，需要引出专门的地址线来连接，访问也是用的不同的in/out指令。这种方式称为端口映射。

      不同的设备需求不同，如快速性、热拔插、高带宽等。。。因此设备总线也有所不同，如常见的PCI、SATA、USB等等。CPU通过内存映射或端口映射连接到相应的总线控制器，进而访问设备。不同的设备也需要不同的驱动，而事实上，内核绝大部分是由不同的驱动所组成的。

      外接设备不同于内存，会主动产生新的数据，比如用户对键盘的敲击，将使键盘发出专门的中断信号，通过中断控制器，告诉CPU，CPU通过内存中的中断向量表跳转至专门的中断处理程序，执行后，再返回原任务继续。我们也可以修改中断向量表中可为用户定义的向量，进而控制内核当某种中断发生时，跳转到自定义的处理代码去。