內存映射IO (MMIO) 簡介

來自專欄現代計算機

MMIO(Memory mapping I/O)即內存映射I/O，它是PCI規範的一部分，I/O設備被放置在內存空間而不是I/O空間。從處理器的角度看，內存映射I/O後系統設備訪問起來和內存一樣。這樣訪問AGP/PCI-E顯卡上的幀緩存，BIOS，PCI設備就可以使用讀寫內存一樣的彙編指令完成，簡化了程序設計的難度和介面的複雜性。

基本概念

MMIO(Memory mapping I/O)即內存映射I/O，它是PCI規範的一部分，I/O設備被放置在內存空間而不是I/O空間。從處理器的角度看，內存映射I/O後系統設備訪問起來和內存一樣。這樣訪問AGP/PCI-E顯卡上的幀緩存，BIOS，PCI設備就可以使用讀寫內存一樣的彙編指令完成，簡化了程序設計的難度和介面的複雜性。I/O作為CPU和外設交流的一個渠道，主要分為兩種，一種是Port I/O，一種是MMIO(Memory mapping I/O)。（來自百度百科）

簡而言之，MMIO就是通過將外圍設備映射到內存空間，便於CPU的訪問。I/O作為CPU和外設交流的一個渠道，主要分為兩種，一種是Port I/O，一種是MMIO(Memory mapping I/O)。前者就是我們常說的I/O埠，它實際上的應該被稱為I/O地址空間。

小概念：

32位操作系統，32bit的處理器，擁有32bit定址能力，即可訪問2^32=4G的物理地址，那麼就具有4G內存的識別能力。

物理地址：並不是指物理內存的地址，而是指處理器和系統內存之間所用到的地址，可以理解為CPU最為方便訪問的地址（有別於我們之前所知道的物理地址的定義：段地址*16+偏移地址），而這一個內存並不獨屬於物理內存，而被分成了很多部分，物理內存當然也能夠佔用其中的一部分。

PortIO和MMIO 的主要區別

1）前者不佔用CPU的物理地址空間，後者佔有（這是對x86架構說的，一些架構，如IA64，port I/O佔用物理地址空間）。

2）前者是順序訪問。也就是說在一條I/O指令完成前，下一條指令不會執行。例如通過Port I/O對設備發起了操作，造成了設備寄存器狀態變化，這個變化在下一條指令執行前生效。uncache的MMIO通過uncahce memory的特性保證順序性。

3）使用方式不同

由於port I/O有獨立的64K I/O地址空間，但CPU的地址線只有一套，所以必須區分地址屬於物理地址空間還是I/O地址空間。