端口映射和内存映射访问之间的区别？

Question

任何人都可以解释端口映射和内存映射之间的区别是什么，以及两者都完成了什么？为什么要映射端口，它在结构上与内存映射有何不同，许多架构是否有任何理由同时使用两者？另外，从这个意义上说，什么是“端口”，因为端口在不同的上下文中可能意味着不同的东西？

示例：端口转发，端口作为通信端点，“端口映射”。

假设我将 OUT 写到端口 400h（虚构；仅举个例子）（例如在 x86-64 等中）。

如果它不在内存中，我要写什么或写到哪里？“端口”是如何映射的，在这个意义上它是什么？

Answer 1

内存映射 I/O 和端口映射 I/O 是两种互补的 I/O 方法。

内存映射 I/O

在内存映射系统中，访问 I/O 设备就像它是内存的一部分。Load和Store命令用于读取和写入 I/O 设备，就像它们用于内存一样（端口映射具有用于 I/O 的特殊命令）。这意味着 I/O 设备使用与内存相同的地址总线，这意味着 CPU 可以引用内存或根据地址的值I/O 设备。这种方法需要在地址空间中进行隔离：也就是说，为 I/O 保留的地址不应该对物理内存可用。

下面是一个简单的基本计算机系统的图像。在当代系统中，情况要复杂得多。

端口映射 I/O

根据维基百科

端口映射 I/O 通常使用一类特殊的 CPU 指令，专门用于执行 I/O。这可以在 Intel 微处理器上找到，带有 IN 和 OUT 指令。这些指令可以向 I/O 设备读取和写入一到四个字节（outb、outw、outl）。I/O 设备有一个独立于通用内存的地址空间，要么通过 CPU 物理接口上的额外“I/O”引脚实现，要么通过专用于 I/O 的整个总线实现。因为 I/O 的地址空间与主存的地址空间是隔离的，所以这有时被称为隔离 I/O。

至于优缺点：由于外围设备比内存慢，共享数据和地址总线可能会减慢内存访问。另一方面，通过内存映射系统提供的 I/O 简单性，CPU 需要更少的内部逻辑，这有助于实现更快、更便宜、功耗更低的 CPU。其逻辑类似于 RISC 系统的逻辑：降低复杂性，获得一个更加专用和健壮的系统，这对于嵌入式系统来说非常方便，例如。

相反（再次来自维基）：

端口映射 I/O 指令通常非常有限，通常只提供 CPU 寄存器和 I/O 端口之间的简单加载和存储操作，因此，例如，向端口映射设备寄存器添加常量需要三个指令：将端口读入CPU寄存器，将常量添加到CPU寄存器，并将结果写回端口。

我强烈建议您阅读那篇 wiki 文章以获取更多信息。

要回答您的问题之一：

如果它不在内存中，我要写什么或写到哪里？

您正在通过数据总线写入 I/O 接口的寄存器，稍后（准备就绪时）将数据发送到实际的 I/O 设备。下面是一个示例 I/O 设备接口的图像。