x86和ARM里的地址空间

一、x86

1.1.x86的地址空间

在 x86 架构的 CPU 里，内存空间和 IO 空间是不一样的，如果需要访问相同的地址时，使用不同的指令区分内存空间或是 IO 空间，如下图所示：使用 MOV 指令，意味着 CPU 寻到的地址是内存空间；使用 IN AL 指令，寻到的地址是 IO 空间。

1.2.复杂指令集计算机

x86 属于复杂指令集计算机，也叫 CISC（Complex Instruction Set Computing），它所使用的指令比较复杂，例如某些复杂的指令，它会通过“微程序”来实现的。如下图所示，想要计算 a * b，将运算结果存放在变量 a 里面，计算步骤和下面文章的 RISC 指令的四个步骤一样：

1. 读内存 a
2. 读内存 b
3. 计算 a * b
4. 把结果写入内存 a

但是对于程序员来说，程序员看不见“微程序”，看起来就像使用了一条指令就能够达到目标。

二、ARM

2.1.ARM的地址空间

在 CPU 的角度上看，内存和其他的外设地址是在同一个地址空间里面，因此它的访问方法是一样的，CPU 只管发送一个地址交给内存控制器，再由内存控制器找到该内存所在的区域。

2.2.精简指令集计算机

ARM 芯片属于精简指令集计算机，也叫 RISC（Reduced Instruction Set Computing），它所用的指令比较简单：

• 对内存只有读写指令
• 对于数据的运算是在 CPU 内部实现
• 使用 RISC 指令的 CPU 复杂度小一点，易于设计

如下图所示，想要计算 a * b，将运算结果存放在变量 a 里面，在 RISC 指令中要使用 4 条汇编指令：

1. 读内存 a
2. 读内存 b
3. 计算 a * b
4. 把结果写入内存 a