硬件寄存器和内存映射寄存器有什么区别？

Question

这一直令人费解，所以我会把它全部放在这里。显然，通过MMIO，您可以使用某个内存映射地址访问外部设备，然后将其重新路由到该设备本身（通过写入、命令包等）。但是，我一直听到对硬件寄存器（例如 CPU/GPU 寄存器，甚至声音芯片）和可互换使用的内存映射寄存器的混合描述。它们是一样的吗？

当您说“内存映射寄存器”时，您是不是指数据字节重新路由到该设备内的特定地址的地址（例如，理论上：GPU 的 0x500 地址用于寄存器 TEXTURE_BUFFER）。但是，内存映射设备无法映射 RAM 内的物理寄存器。

那么基本上，内存映射寄存器和硬件寄存器之间有什么区别？

Answer 1

内存映射硬件寄存器的访问方式与 RAM 类似。所有 CPU 都有用于读/写 RAM 的特定指令，并且这些相同的指令用于访问内存映射寄存器。

硬件寄存器通常不必进行内存映射，这只是一个常见的约定。

x86 提供了两个地址空间，其中两组独立的指令用于读取和写入 - 第一个是 RAM 或内存空间（所有指令MOV），第二个是 I/O 空间（使用IN和OUT指令）。在 x86 上，硬件寄存器可能出现在任一空间中。

您可能还需要经过一定程度的间接访问才能真正到达硬件寄存器。设备只能公开内存或 I/O 空间中的“端口”。然后，您需要将寄存器编号写入该地址，然后将要实际写入的数据写入另一个地址。然后写入发生。Commodore 128 中的旧 8563 VDC 是这样工作的。CMOS RAM 和一些 PCI 寄存器也是这样工作的。

CPU 硬件寄存器当然不是内存映射的（无论如何不在 x86 或任何常见 CPU 上），这是硬件寄存器的另一个示例。

现代 CPU 具有“特定于型号的寄存器”(MSR)，并且使用它们自己的指令 ( RDMSR、WRMSR) 来读取/写入这些寄存器。其他CPU寄存器有自己的指令（LGDT、MOV xx, CR2、基本EAX/RAX等）

Answer 2

我的猜测是基于计算机科学讲师从一本基础书籍中告诉我们的内容，但它与 MMIO 上的维基百科页面所说的相符。CPU 不知道它正在写入哪个设备。就其而言，它也可能都是 RAM 内存。某些设备使用特定的 RAM 内存位置。我想这就是硬件映射的含义。但硬件设备本身可能有一个内存位置，实际上可能必须有一个内存位置来传输数据。CPU 不必等待它写入​​ RAM 中映射到设备上寄存器的位置。寄存器是 CPU 或硬件设备中的存储位置。不在内存中。

更具体地回答你的问题。寄存器位于CPU 或硬件外围设备中。不在 RAM/主存中。RAM/主存中的位置仅称为位置，而不是寄存器。CPU 或外围设备中的位置通常不称为位置或内存位置，而始终称为寄存器，这是其特殊且正确的名称。如果寄存器像许多硬件外围设备寄存器一样映射到内存，那么我非常确定这就是内存映射寄存器的含义。

因此，如果硬件寄存器不是内存映射的……例如，如果 CPU 直接写入它，那么它就不是内存映射的。从维基百科文章看来，如果这些地址位于特殊空间并且它们需要特殊引脚或特殊总线，那么这些位置可能位于内存中，但不是 MMIO，不是内存映射。

看看维基百科页面.. PMIO 即被认为不是内存映射的。CPU 寄存器没有映射到常规内存位置，而是映射到特殊的地址空间。因此，而不是可以写入设备或内存的通用 CPU 寄存器，具体取决于地址总线上放置的地址。使用 PMIO（即不是内存映射寄存器），寄存器被映射到设备特定的内存位置，我猜他们正在调用端口。