Memory I/O映射I/O—端口地址是RAM的一部分吗

在I/O映射I/O（与内存映射I/O相反）中，I/O设备的特定地址集是固定的。这些地址是RAM的一部分吗？因此，大量的物理地址空间无法使用？它是否与所附图片中的“硬件保留”内存相对应

如果是，如何决定地址的哪些位将用于寻址I/O设备（因为I/O地址空间将比实际内存小得多。我读到这有助于减少解码电路使用的管脚/位的数量）

如果试图在程序集中访问属于此地址空间的任何地址，会发生什么情况

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I/O映射I/O与内存映射I/O使用的地址空间不同。内存映射I/O使用的是RAM通常使用的部分地址空间，因此，“窃取”不再属于RAM内存的地址

不同内存映射I/O使用的一组地址范围就是您所看到的“硬件保留”

关于如何决定如何寻址内存映射设备，这在很大程度上由PnP子系统涵盖，无论是在BIOS中，还是在SO中。除少数例外，内存映射设备都是PnP设备，这意味着对于每个设备，其基址都可以更改（对于PCI设备，内存映射寄存器的基址（如果有）包含在条形-基址寄存器-中，这是PCI配置空间的一部分）

在早期的8位系统上为解码设备节省引脚（延迟解码），以节省解码器和降低成本。它与内存映射/IO映射设备无关。在这两种情况下都可以使用延迟解码。例如，设计者可以决定将16位地址范围

c00-FFFF

保留给内存映射设备。要决定是否启用某些内存芯片或设备，只需查看

A15

和

A14

的值即可。如果两条地址线都为高电平，则块地址为

C000-FFFF

，这意味着将取消对内存芯片启用的评估。另一方面，设计者可以决定将8位IO端口

254

分配给一个设备，并且要对该地址进行解码，它只查看

A0

的状态，不需要解码器来找出端口地址（例如，ZX频谱用于寻址ULA）

如果一个程序（以允许您访问和写入任意内存位置的任何语言编写）试图访问为设备保留的内存地址，并且假设分页和保护机制允许这种访问，那么发生的情况将完全取决于访问该地址时设备的操作。PC机中一个众所周知的内存映射设备是帧缓冲区。如果图形卡配置为使用默认基址显示彩色文本模式，则对

B8000

和

B8F9F

之间的偶数物理地址执行的任何8位写入操作将导致ASCII码为写入值的字符显示在屏幕上，显示位置取决于所选地址

I/O映射设备不会与内存发生冲突，因为它们使用不同的地址空间，使用不同的指令读取和写入地址（端口）的值。无法使用以内存为目标的机器代码指令对这些设备进行寻址

内存映射设备与RAM共享地址空间。根据系统配置，内存映射寄存器可以始终存在，使用一些地址，从而防止系统将其用于RAM，或者内存映射设备有时可能会“隐藏”内存，因此，允许程序更改I/O配置，以选择某个内存区域是否将被解码为由设备使用，或由常规RAM使用（例如，Commodore 64通过临时禁用对“后面”RAM的访问，允许用户拥有64KB的RAM，但允许其访问设备寄存器当前正在同一地址访问的设备）

在硬件层面上，出现的是两种不同的信号：MREQ和IOREQ。第一个在每个内存指令上断言，第二个在每个I/O指令上断言。所以这个代码

MOV DX,1234h
MOV AL,[DX]    ;reads memory address 1234h (memory address space)
IN AL,DX       ;reads I/O port 1234h (I/O address space)

两者都将值

1234h

放在CPU地址总线上，并且都断言

RD

引脚以指示读取，但第一个将断言

MREQ

以指示地址属于内存地址空间，第二个将断言

IOREQ

，以指示它属于

I/O

地址空间。端口

1234h

处的

I/O

设备连接到系统总线，以便仅当地址为

1234h

，

RD

被断言且

IOREQ

被断言时，它才被启用。这样，它就不会与寻址在

1234h

的RAM芯片发生冲突，因为后者只有在断言

MREQ

时才会启用（

CPU

确保

IOREQ

和

MREQ

不能同时断言）

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这两个地址空间并不存在于所有CPU中。事实上，它们中的大多数都没有这个功能，因此，它们必须对其所有设备进行内存映射。

不，它们不是内存的一部分，而是地址空间的一部分。硬件将以不同的方式处理这些地址范围，并在读取/写入这些地址时使用IN/OUT。我已编辑了我的问题。请看这一点，你能补充一些细节并作为答案发布吗？我不知道“硬件保留”是什么意思。这正是您的工具所认为的。它还可以包括bios/视频缓冲区的内存，甚至是DMA（它们都是以某种方式保留的，不能分配给进程），所以它与端口地址无关？另外，既然你提到了BIOS（阅读了关于我