内存访问和端口访问的问题

汇编学习

有个问题比较困惑，大神帮忙解答一下啊。
1、内存访问中提到
所有的物理存储器被看做一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段。CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。
如：我们可以在地址8000H-9FFFH的空间中写入数据，为显存地址空间；网卡地址空间可用同样方式访问。
2、端口访问中提到
CPU可以向接口卡（网卡、显卡）上的接口芯片发出端口读写命令，即将这些芯片上的寄存器进行编号，通过访问寄存器进行数据读写。

问题来了
1、既然CPU访问这些接口卡的数据可以直接通过特定的内存空间访问（如书中有练习题是在显存空间写入数据，然后在屏幕上显示masm！），那么为什么用要通过接口卡上的寄存器进行端口访问，这两者有什么区别吗？
2、设想一下访问过程，不知道是否正确。

场景：
在屏幕上输出“masm！”

CPU----->OUT （显卡芯片端口）------>显卡上的存储器----->屏幕上显示“masm！”
（书上练习题明明是直接写的啊，没有访问端口，好纠结！）

望解惑，谢谢啊！

FishC

1. **内存访问与端口访问的区别：**

   - **内存访问**：在内存映射I/O中，设备的寄存器被映射到系统的内存地址空间中。CPU通过访问这些内存地址来与设备进行通信。这种方式的优点是可以使用标准的内存访问指令来访问设备寄存器，缺点是可能会占用宝贵的内存地址空间。

   - **端口访问**：在端口映射I/O中，设备的寄存器被映射到一个独立的I/O地址空间中。CPU通过专门的I/O指令（如IN和OUT指令）来访问这些端口。这种方式的优点是不会占用内存地址空间，缺点是需要使用专门的指令。

2. **访问过程的设想：**

   - 当你在屏幕上输出“masm！”时，可能有两种方式：
     - **内存映射I/O**：直接将数据写入显存的特定地址空间，显卡会自动将这些数据转换为屏幕上的显示。
     - **端口映射I/O**：通过OUT指令将数据发送到显卡的特定端口，显卡再将数据写入显存并显示在屏幕上。

   书上的练习题可能是使用了内存映射I/O的方式，所以直接写入显存地址空间就能显示内容，而没有涉及到端口访问。

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汇编学习

那就是说访问显卡内存空间有两种方式，一种是显存特定的内存空间，还有一种方式的通过端口访问吗？

FishC

汇编学习 发表于 2024-12-12 16:13
那就是说访问显卡内存空间有两种方式，一种是显存特定 ...

是的，访问显卡的确有这两种方式：

1. **内存映射I/O**：这种方式是通过将显卡的寄存器和显存映射到内存空间中进行访问。通常情况下，开发者可以直接读取和写入这些内存地址来与显卡交互。这种方式的优点是访问速度相对较快，因为可以直接使用CPU的指令进行访问。

2. **端口映射I/O**：这种方式是通过I/O指令来访问显卡接口芯片上的寄存器。这种方式需要通过特定的I/O端口读写来进行显卡操作。在早期的PC机中，端口映射I/O是常用的方式。

两种方式各有优缺点，具体使用哪一种取决于硬件设计和系统要求。现代操作系统通常会提供更高级的接口，屏蔽这些底层的差异。

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汇编学习

我们现在可以通过模拟器能写一段汇编程序吗？程序的功能是：通过端口为显卡写入数据，使得屏幕上显示masm！

FishC

汇编学习 发表于 2024-12-12 16:35
我们现在可以通过模拟器能写一段汇编程序吗？程序的功 ...

要在汇编程序中通过端口为显卡写入数据并在屏幕上显示“masm!”，可以使用BIOS中断或直接访问显卡的端口。以下是一个简单的汇编程序示例，使用BIOS中断来实现这个功能：

1. section .data
   
2.     message db 'masm!', 0
   
3. 
   
4. section .text
   
5.     global _start
   
6. 
   
7. _start:
   
8.     mov ah, 0x0E          ; BIOS teletype function
   
9.     mov si, message       ; Load address of the message
   
10. 
    
11. print_loop:
    
12.     lodsb                 ; Load byte at DS:SI into AL, increment SI
    
13.     cmp al, 0             ; Check if end of string (null terminator)
    
14.     je done               ; If zero, end of string, jump to done
    
15.     int 0x10              ; BIOS video interrupt
    
16.     jmp print_loop        ; Repeat for next character
    
17. 
    
18. done:
    
19.     ; Exit program (for DOS, use INT 20h or INT 21h with AH=4Ch)
    
20.     mov ax, 0x4C00
    
21.     int 0x21

复制代码

这个程序使用BIOS中断 `0x10` 的 `0x0E` 功能来逐个字符地在屏幕上显示字符串“masm!”。请注意，这段代码适用于16位实模式环境，如DOSBox模拟器。

如果你想直接通过端口访问显卡，需要了解具体显卡的端口地址和命令集，这通常与硬件和模式有关。现代系统中，直接端口访问通常由操作系统管理，程序员通过更高级的API进行操作。

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