IO埠與記憶體空間

（1）關於io與記憶體空間：

在x86處理器中存在著i/o空間的概念，i/o空間是相對於記憶體空間而言的，它通過特定的指令in、out來訪問。埠號標識了外設的暫存器位址。intel語法的in、out指令格式為：

in 累加器,

out ,累加器

目前，大多數嵌入式微控制器如arm、powerpc等中並不提供i/o空間，而僅存在記憶體空間。記憶體空間可以直接通過位址、指標來訪問，程式和程式執行中使用的變數和其他資料都存在於記憶體空間中。

即便是在x86處理器中，雖然提供了i/o空間，如果由我們自己設計電路板，外設仍然可以只掛接在記憶體空間。此時，cpu可以像訪問乙個記憶體單元那樣訪問外設i/o埠，而不需要設立專門的i/o指令。因此，記憶體空間是必須的，而i/o空間是可選的。

（2）inb和outb：

在linux裝置驅動中，宜使用linux核心提供的函式來訪問定位於i/o空間的埠，這些函式包括：

· 讀寫位元組埠（8位寬）

unsigned inb(unsigned port);

void outb(unsigned char byte, unsigned port);

· 讀寫字埠（16位寬）

unsigned inw(unsigned port);

void outw(unsigned short word, unsigned port);

· 讀寫長字埠（32位寬）

unsigned inl(unsigned port);

void outl(unsigned longword, unsigned port);

· 讀寫一串位元組

void insb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

void outsb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

· insb()從埠port開始讀count個位元組埠，並將讀取結果寫入addr指向的記憶體；outsb()將addr指向的記憶體的count個位元組連續地寫入port開始的埠。

· 讀寫一串字

void insw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

void outsw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

· 讀寫一串長字

void insl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

void outsl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

上述各函式中i/o埠號port的型別高度依賴於具體的硬體平台，因此，只是寫出了unsigned。

（3）readb和writeb:

在裝置的實體地址被對映到虛擬位址之後，儘管可以直接通過指標訪問這些位址，但是工程師宜使用linux核心的如下一組函式來完成裝置記憶體對映的虛擬位址的讀寫，這些函式包括：

· 讀i/o記憶體

unsigned int ioread8(void *addr);

unsigned int ioread16(void *addr);

unsigned int ioread32(void *addr);

與上述函式對應的較早版本的函式為（這些函式在linux 2.6中仍然被支援）：

unsigned readb(address);

unsigned readw(address);

unsigned readl(address);

· 寫i/o記憶體

void iowrite8(u8 value, void *addr);

void iowrite16(u16 value, void *addr);

void iowrite32(u32 value, void *addr);

與上述函式對應的較早版本的函式為（這些函式在linux 2.6中仍然被支援）：

void writeb(unsigned value, address);

void writew(unsigned value, address);

void writel(unsigned value, address);

（4）把i/o埠對映到「記憶體空間」:

void *ioport_map(unsigned long port, unsigned int count);

通過這個函式，可以把port開始的count個連續的i/o埠重對映為一段「記憶體空間」。然後就可以在其返回的位址上像訪問i/o記憶體一樣訪問這些i/o埠。當不再需要這種對映時，需要呼叫下面的函式來撤消：

void ioport_unmap(void *addr);

實際上，分析ioport_map()的源**可發現，所謂的對映到記憶體空間行為實際上是給開發人員製造的乙個「假象」，並沒有對映到核心虛擬位址，僅僅是為了讓工程師可使用統一的i/o記憶體訪問介面訪問i/o埠。

文章出處：飛諾網(www.firnow.com):

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