为什么我们需要内存映射 IO？

从根本上说，要使 CPU 能够执行 IO，它需要一种向设备读取和写入数据的方法。有很多方法可以做到这一点，例如像 x86 上的 IN/OUT 这样的专用 CPU 指令。MMIO 是另一种已被证明可用于简化硬件设计的流行解决方案。

在典型的 CPU 上，所有内核都将连接到公共总线，该总线允许内核读/写主内存和共享缓存。然而，总线对于数据的来源、目的地和内容是不可知的。因此，总线上的传输可以转到不同的内存控制器、不同的内核、缓存等。因此，硬件设计人员可以简单地将 IO 设备连接到该总线，最终通过与 RAM 相同的机制访问设备。这有一些优点：

• IO 硬件现在可以直接从 RAM 或其他 IO 设备检索数据，而无需内核参与主控周期
• CPU 缓存硬件可以监听 IO 生成的事务以保持缓存一致
• 当数据在总线上移动时，CPU 可以执行有用的工作，而不是内核等待每个加载/存储完成。
• IO无需CPU支持特殊指令

大多数这些优势都被软件掩盖了，因此我的论点是 MMIO 有利于硬件设计人员。