哪些指令负责将总线映射到内存？

Question

然后CPU指令从存储器读取内容，在CPU和MMU中有一个特殊的电路，当执行指令时，地址被发送到MMU，MMU通过BUS通知想要从内存中读取并将信息放入目标寄存器。我还了解到，一些通常与RAM对应的地址会映射到某些设备。所以我想这是第一种方法，告诉我某些设备将映射到哪些地址。然后，我们欺骗处理器试图从存储器地址读取，并且通过某些电路，它最终会读取设备。

我在哪里可以找到更好的解释？特别适用于处理PCI和更知名设备的x86架构。

Answer 1

没有指令 ¹ 负责将设备映射到内存。

完整的答案会过于宽泛，但我们可以做出一两个例子 首先，让自己说服一个设备可以通过简单地告诉它要听哪个地址来配置。在硬件层面，这仅仅是一个比较。

1. 有些设备有固定地址 这些是传统设备，在系统首次启动时出现，并由其他竞争对手和后续版本克隆，以实现向后兼容。

2. 可配置设备 这些设备具有跳线/开关，用于选择要收听的地址范围。用户的任务是避免冲突并适当地配置软件。

3. Plug and play设备。
   最着名的PnP总线是PCI，但ISA和MCA也是PnP（ISA是＆＃34;有点＆＃34; PnP）。
   这些设备与上面的设备类似，但可以在软件中配置，它们所需的资源（IRQ，DMA，MMIO）也可以枚举，让固件和操作系统分配它们而不会发生冲突。

现在您想知道如何实现选项3。答案很简单：使用元地址空间。

例如，在PCI的情况下，地址 0cf8h 和 0cfch ² 用于选择设备，设备上的寄存器configuration space，以及读或写该登记册 配置空间中的寄存器可用于重新绑定设备。

假设寄存器10h保存设备侦听的地址，然后此伪代码映射设备88888888h

uint32_t* select = MAKE_POINTER(0xCF8);
uint32_t* data = MAKE_POINTER(0xCFC);

*select = MAKE_SELECT(0, 1, 31, 0x10);   //Bus 0, Device 1, Function 31, Register 0x10
*data = 0x88888888;                      //Set reg 0x10 to 0x88888888

如您所见，引用指针会生成对内存位置0cf8h和0cfch的写入，但这些位置不会由硬件路由到主内存，而是转到主机到PCI桥控制器将它们转换为PCI配置空间访问，将由感兴趣的设备获取。

稍后，当访问88888888h时，再次没有路由到主存储器 ³ 而是路由到PCI总线（通常是subtractive decoding的结果）配置的设备正在监听。

¹ 从某种意义上说，没有特制的CPU指令。一切都是一些指令被执行的结果，所以在某种意义上，一些人必须负责并且＃34;对于要映射的设备。对于本答案的其余部分，我假设您想知道MMIO的工作原理。

² 仅适用于IO地址空间中的x86，但不要让我们分心。

³ 硬件知道内存结束的地方，如果软件映射的是实际存在内存的设备，后者优先，并且不能访问设备。