问当谈到IO设备时，“地址空间”意味着什么？

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地址空间只是一系列允许的地址。

I/O地址是分配给特定I/O设备的唯一编号，用于寻址该设备。I/O地址可以是内存映射，也可以专用于特定的I/O总线。当引用内存映射的I/O地址时，I/O使用的处理器指令与用于寻址、读取和写入实际内存的处理器指令相同。当引用专用I/O总线时，有专门用于I/O总线上读写目的的专用I/O处理器指令。

当然，在使用内存映射的I/O时，必须专门为I/O而不是内存指定一系列的内存地址。在I/O上下文中，准确地说，为I/O预留的内存地址范围是发生内存映射I/O的地址空间。

基本思想非常简单:芯片可以有一条总线连接到内存，另一条总线可以连接到I/O设备--或者它可以在两者之间共享一条总线。

在实践中，即使是将两者单独处理的CPU通常也不会将它们完全分开。例如，原来的8088有这样一个喷口：

这样，AD0通过AD7携带数据和(取决于总线阶段)地址中最不重要的8位。这适用于I/O设备和内存。然后，IO/M引脚(在M上有一个条)确定特定的读/写是进入内存还是I/O设备(I/O设备在高时，内存在低时)。

如果他们选择，他们可以很容易地指定该引脚为(例如) A20，因此芯片将有一个额外的地址引脚，允许它寻址2MB的内存。然后，有人可以编写解码器逻辑，将该范围的某些子集定向到I/O设备(其余部分则指向实际内存)。

将两者结合在一起的最大优点是相当简单的:它基本上将地址空间分成两部分:一个用于内存，另一个用于I/O设备。但这并不适合实际使用--在大多数情况下，I/O设备可能需要64k，而剩下的2MB内存地址空间可能会更好。

因此CPU可以把存储器和IO设备当作一个逻辑存储器芯片.？

是的，因为相同的读/写RAM的cpu指令被用来读/写到(内存映射的)设备的区域，即处理器的内存负载和存储指令。

然而，尽管如此，还是有几件事要注意，即使可以使用相同的处理器指令，软件也必须考虑到设备提供的内存/通信领域，其中包括：

有时，设备内存映射通信区域被设计为由处理器编写(以完成I/O的O部分)，以及由处理器读取的其他时间(以完成I/O的I/O部分)。因此，读取可写设备通信区域可能只产生零或垃圾，而不是以前由处理器编写的内容(而写入可读的内容可能没有任何效果)。

任何RAM和/或任何设备存储器都没有理由是连续的，因此地址空间中可以有空穴，其中既没有RAM也没有设备(而不是只有一个孔或没有，例如在末尾)。许多设备期望通信区域对起始内存地址有很大的对齐，这是通信区域之间的漏洞来源之一，因为地址空间被跳过以达到正确的对齐。

为了完成I/O，我们需要完成的不仅仅是对设备地址空间的读/写:我们必须遵循(特定于设备的)协议，告诉设备我们要做什么，或者通过使用它的内存映射(或I/O端口访问)控制寄存器(这可能是它们自己的通信区域或另一部分)来监听设备的就绪信号。

设备还(也可以)连接到处理器的中断线，用于异步通信(除了内存映射之外)，即向处理器的注意力发出信号。

处理器的数据缓存可以极大地干扰内存映射的I/O，因为大多数处理器都有一种机制来支持非缓存的内存访问。这有时是通过使用地址空间中的(非常高)位来指示访问应该是可访问的还是非缓存的。这是地址空间出现漏洞的另一个原因。(有些处理器具有相同的内存&在两个不同的物理地址上访问的设备，其中一个映射是可缓存的，另一个是未缓存的)。