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Memory-Mapped I/O

Jan 23, 2026 · Updated Jan 27, 2026

핵심 개념

섹션 제목: “핵심 개념”

장치 컨트롤러의 레지스터를 CPU의 메모리 주소 공간에 매핑하여, 일반 메모리 접근 명령어로 I/O를 수행하는 방식이다. 별도의 I/O 명령어(IN, OUT) 없이 표준 데이터 전송 명령어(load/store)로 장치를 제어할 수 있다.

동작 원리

섹션 제목: “동작 원리”
  1. 장치 컨트롤러의 레지스터가 물리 메모리 주소 공간의 특정 영역에 매핑됨
  2. CPU는 표준 데이터 전송 명령어(load/store)로 매핑된 주소에 읽기/쓰기
  3. 메모리 컨트롤러가 해당 주소가 장치 영역인지 판단
  4. 장치 영역이면 요청을 해당 장치 컨트롤러로 전달
  5. 장치 컨트롤러가 레지스터 접근을 처리

예시

섹션 제목: “예시”

전통적 I/O vs Memory-Mapped I/O

섹션 제목: “전통적 I/O vs Memory-Mapped I/O”
# 전통적 I/O (Port I/O)
OUT 0x3F8, data    ; 별도의 I/O 명령어 필요


# Memory-Mapped I/O
MOV [0xB8000], data  ; 일반 메모리 명령어로 I/O 수행

그래픽 메모리 예시

섹션 제목: “그래픽 메모리 예시”

그래픽 메모리에 화면 데이터를 직접 쓰면, 그래픽 컨트롤러가 해당 내용을 읽어 모니터에 표시한다. 수백만 바이트의 그래픽 데이터를 메모리 쓰기로 빠르게 전송할 수 있다.

장단점

섹션 제목: “장단점”

장점

섹션 제목: “장점”
  • 일반 메모리 명령어 사용 가능 → 프로그래밍 단순화
  • 대량 데이터 전송 시 I/O 명령어보다 빠름
  • 기존 메모리 접근 최적화(캐시 등) 활용 가능

단점

섹션 제목: “단점”
  • 메모리 주소 공간의 일부를 장치가 점유 → 사용 가능한 메모리 감소
  • 캐시 일관성 문제 발생 가능 (장치 레지스터는 캐시하면 안 됨)
  • 메모리 보호 메커니즘으로 접근 제어 필요

관련 개념

섹션 제목: “관련 개념”