如果我有一个内存映射的I / O设备，并且我想写入位于地址0x16D34的此设备的寄存器，则0x16D34地址实际上是一个虚拟地址，并且CPU会先将其转换为物理地址，然后将数据写入物理地址。
但是端口映射的I / O设备（例如：串行端口）怎么样，所以如果我想写一个位于地址0x3F8的串口的寄存器，那就是{{1}寻址物理地址或虚拟地址？
编辑：我使用的是x86架构。
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x86 / x86-64上的端口映射I / O（大多数其他现代架构甚至不支持它）发生在完全独立的地址空间中。此地址空间不受内存映射的限制，因此没有虚拟端口地址，只有物理地址。必须使用特殊in和out指令来执行端口I / O，简单的内存访问（例如，使用mov）无法访问此单独的地址空间。可以基于权限级别进行访问保护;大多数现代操作系统默认阻止用户空间进程访问I / O端口。
有关详细信息，您可以查看英特尔“英特尔®64和IA-32架构开发人员手册：第1卷”(chapter 18 as of this writing)中的“输入/输出”一章。
请注意，在x86的早期阶段，端口地址在每个设备中都是硬连线的，包括ISA附加卡。如果幸运的话，该卡有一组jumpers用于为设备选择一组有限的可能端口范围，以避免设备之间的范围冲突。之后，引入了Plug & Play以在系统引导期间动态进行选择。 PCI进一步完善了这一点，因此I / O BAR几乎可以通过操作系统和/或固件映射到0x0000-0xffff地址空间内的任何位置。由于其许多固有的限制，现在强烈建议不要在设计新硬件时使用端口映射I / O.
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看来你的问题是内存映射I / O和端口映射IO之间的区别。处理器通常有两种连接外部设备的方法，即内存映射或端口映射I / O.
内存映射I / O
内存映射I / O使用相同的地址空间来寻址内存和I / O设备。因此，当CPU访问地址时，它可能指的是物理RAM的一部分，但它也可以指I / O设备的存储器（基于Memory-mapped I/O on Wiki）。
第一个示例中的值0x16D34将是虚拟内存，并将映射到物理内存。 I / O设备也会引用相同的物理内存以允许从CPU进行访问。
端口映射I / O
端口映射I / O使用单独的专用地址空间，可通过一组专用的微处理器指令进行访问。对于第二个示例中的0x3F8，它是特定于内存和I / O设备的自己的地址。它不是我们之前在内存映射I / O中提到的内存和I / O设备之间共享的地址。您可能会在Memory-mapped IO vs Port-mapped IO