Ввод-вывод с привязкой к памяти и ввод-вывод с привязкой к порту

• Обзор ввода-вывода

  • Ввод-вывод — это процесс передачи данных между устройствами и памятью. 
  • В архитектуре x86 ввод-вывод может быть выполнен через порты или через отображение в память. 

• Преимущества ввода-вывода с отображением в память

  • Ввод-вывод с отображением в память позволяет процессору использовать обычные инструкции памяти для доступа к устройствам. 
  • Это упрощает конструкцию процессора и снижает энергопотребление. 
  • Ввод-вывод с отображением в память может быть использован для всех режимов адресации процессора. 

• Ограничения ввода-вывода с отображением в память

  • Инструкции ввода-вывода с отображением в память часто ограничены и не поддерживают сложные операции. 
  • В 64-разрядных архитектурах ввод-вывод через порты может быть ограничен. 

• Примеры использования ввода-вывода

  • В 8-разрядных микропроцессорах ввод-вывод может быть ограничен 64 Кбайтами памяти. 
  • В системах с отображением в память устройства реагируют только на определенные адреса. 

• Методы доступа к памяти через порты ввода-вывода

  • В Windows доступ к памяти возможен через специальные драйверы устройств. 
  • Linux предоставляет утилиты для чтения и записи в адреса MMIO. 

• Проблемы с памятью и их решения

  • Кэширование может привести к несинхронной записи данных в память и устройства ввода-вывода. 
  • В старых системах использование старших разрядов адресного пространства для ввода-вывода ограничивало общий объем оперативной памяти. 

• Примеры декодирования адресов

  • Устройства могут декодировать адреса полностью или частично. 

• Драйверы портов ввода-вывода и Linux

  • Windows предоставляет драйверы для доступа к памяти через порты ввода-вывода. 
  • Linux позволяет отслеживать доступ к MMIO через утилиту .mw-parser-output .monospaced{семейство шрифтов:моноширинный,монопространственный}pcimem.