CPU通用寄存器通常是内存映射的吗？

Question

我对内存映射和内存映射I/O感到困惑。 例如在ARM架构中，通用寄存器如r0、r1等是否一般是内存映射的？

- Jisung Kim

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内存映射寄存器在ARM平台上很常见，因为它们与设备相关。在x86上，有可编程I/O的概念。它最初有两种类型的总线（现在仍然存在吗？）。比较冯·诺伊曼和哈佛。从概念上讲，您可以拥有第三个总线，用于I/O与程序存储器（无论是指令还是数据）之间的通信。您需要使用可选总线的CPU指令。ARM还具有使用'mcr'和'mrc'的'协处理器'指令，一些外围设备使用这些指令。 - artless noise

Answer 1

不，那些寄存器位于实际的CPU内部（或多核CPU的CPU核心内部）。您无法通过对任何内存地址的加载或存储来访问它们。

内存映射寄存器是一种通过地址或指针（在具有指针的语言中）访问的东西。I / O设备通常具有内存映射寄存器，您可以通过写入或读取特定地址来设置或获取信息或数据。换句话说，它们就像任何其他内存（例如RAM）一样被访问。

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如评论中所述，确实存在具有内存映射CPU寄存器的CPU。它们几乎全都是在上世纪70年代设计的，现在已经成为历史。这些日子里，你遇到主流CPU（不是微控制器）带有内存映射寄存器的机会很渺茫。

一些微控制器架构仍然使用内存映射寄存器，包括旧设计，比如8051，甚至一些更近期的设计，如PIC微控制器和AVR（一个具有32个8位寄存器的8位RISC）。 AVR MCU带有至少128字节的内部SRAM，其中低32字节也是寄存器文件。

特别针对ARM，ARM架构没有内存映射CPU寄存器。但是，包括与CPU在同一SoC上的外围设备在内的外围设备是另一回事：I/O寄存器并不是同样的东西，因为它们不能作为指令的操作数进行访问，除了加载或存储之外。（并且甚至不在运行您的指令的核心内部。）

- Some programmer dude

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我同意这个答案。在我使用过的几十种CPU架构中，内存映射寄存器非常罕见。PDP-11和TI-9900有它们，但是其他的我想不起来了。请注意，这两种架构都来自1970年代。 - wallyk

此外，8位PIC设备的RAM非常少，通常从程序员的角度来看，所有RAM都被视为寄存器。但是，这种寄存器和RAM之间缺乏明确区分的情况非常罕见。 - cooperised

@old_timer，8051上唯一未被内存映射的寄存器是PC。而且它还有许多其他早期微处理器时代常见的怪癖。 - Some programmer dude

Mitch Alsup的My 66000将寄存器映射到内存地址。虽然没有硬件实现，但ISA设计是现代化的。（我认为ISA仍然是1.0之前的版本。） - user2467198

实际上，对于我的66000来说，线程上下文是内存映射的，但这确实允许软件从另一个线程写入寄存器。我不确定同步方面是否已经完全定义（特别是对于线程写入自己的寄存器），但据我所知，正在运行的线程可以从外部源更新其寄存器状态。 - user2467198