使用计算机离不开IO设备（鼠标、鼠标、串口、打印机等），IO设备通常都有几个寄存器，一般我们都是对寄存器进行读写来控制IO设备的行为的。
不论哪些设备，其读写寄存器的过程在硬件层面都是相同的：向地址总线发送电平讯号（主存），向控制总线发送电平讯号（比如读写控制等），通过数据总线读写所需的数据。
里面的轮询过程首先要晓得IO设备的地址，这个地址成为IO端口地址，简称为端口。
不同的CPU对于外设的编址方法不同，可以分为：统一编址和独立编址。
使用ISA总线结构的传统PC机IO地址空间范围是0x000-0x3FF，有1024个IO端口地址可供使用。各控制器和控制卡所默认分配使用的端口地址范围见下表:
端口地址范围
分配说明
端口地址范围
分配说明
0x000-0x01f
8237ADMA控制器1
0x020-0x03f
8259A可编程中断控制器1
0x040-0x05f
8253/8254A定时计数器
0x060-0x06f
8042按键控制器
0x070-0x07f
访问CMOSRAM/实时时钟RTC（RealTimeClock)端口
0x080-0x09f
DMA页面寄存器访问端口
0x0a0-0x0bf
8259可编程中断控制器2
0x0c0-0x0df
8237ADMA控制器2
0x0f0-0x0ff
协处理器访问端口
0x170-0x177
IDE硬碟控制器1
0x1f0-0x1f7
IDE硬碟控制器2
0x278-ox27f
并行复印机端口2
0x2f8-0x2ff
串行控制器2
0x378-0x38f
并行复印机端口1
0x3b0-0x3bf
单色MDA显示控制器
0x3c0-0x3cf
彩色CGA显示控制器
0x3d0-0x3df
彩色EGA/VGA显示控制器
0x3f0-0x3f7
软驱控制器
0x3f8-0x3ff
串行控制器1
边际效应
从里面看来，访问寄存器和访问显存的过程是一样的，而且，寄存器的访问可能存在边际效应(sideeffect,副作用)。
对于边际效应，我那边个人理解是这样的：对于显存而言linux 设备驱动程序，我们对其的操作是存值取值linux 设备驱动程序，比如”a=0;b=0;“这两个句子的执行次序调换对于我期盼的结果并没有哪些影响，所以编译器可能会对其进行优化，重排序等；而对于寄存器而言，读写操作须要严格依照要求来操作，例如某个寄存器被读一次后才会被清空linux 论坛，假如读写顺便被重排序，都会造成不可预想的问题了，并且也很难排查。
为了排除边际效应的影响：驱动程序必须确保不使用高速缓存（高速缓存会将读写操作在CPU寄存器中完成，致使CPU在不访问RAM，而我们的目的却是读写RAM），但是在访问寄存器时不会发生读写的重排序。
对于不使用高速缓存的解决方式是：把底层硬件配置成在访问IO区域时严禁硬件缓存。
对于读写重排序问题，对于必须保证执行次序的操作之间设置显存屏障(memorybarrier)。
#include
void barrier(void)
#include
void rmb(void); // 读内存屏障，保证屏障之前的读操作一定会在后来的读操作执行之前完成
void read_barrier_depends(void); // 与rmb类似，最好使用rmb
void wmb(void); // 写内存屏障，保证写操作的顺序
void mb(void); // 保证读写都不会乱序显存屏障是会影响系统性能的，所以只能用在真正须要使用的地方。
IO端口相关操作
#include
struct resource *request_region(unsigned long first, unsigned long n, const char *name);该函数告诉内核我们即将使用起始于first的n个端口。name是设备的名称。分配成功返回非NULL值linux vi，否则返回NULL。假如返回NULL，则不能使用申请的端口。
void release_region(unsigned long first, unsigned long n);倘若不再使用IO端口，使用前面的函数释放。
int check_region(unsigned long first, unsigned long n);检测所需的端口是否可用，但因为该函数并不是原子操作的，因而虽然其检测结果正常也不能保证分配一定成功。
当恳求了须要的IO端口范围后，读写这种端口的函数如下：
unsigned inb(unsigned port);
void outb(unsgined char byte, unsigned port);
unsigned inw(unsigned port);
void outw(unsgined char byte, unsigned port);
unsigned inl(unsigned port);
void outl(unsgined char byte, unsigned port);一般会将8/16/32位的端口进行分辨，对应里面的b(byte)、w(word)、l(longwork)。
这儿没有定义64位的IO操作，由于虽然是在64位的体系构架上，端口地址空间也最大只使用32位的数据通路。
里面的函数只是对一个数据进行读写，内核也提供了串操作指令，相关的函数如下：
void insb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void outsb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void insw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void outsw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void insl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void outsl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);使用串操作指令时，须要注意字节序的问题，否则会导致不可预测的结果，里面的串操作函数不会完成字节序的交换和匹配，须要自己完成。
IO显存操作
前面介绍的IO端口是和设备通讯的一种机制，另一种机制是将设备的寄存器或显存映射到显存中，使其的访问类似RAM。其实类似RAM，而且其一直存在边际效应。
映射到显存的设备寄存器或显存可能是通过/不通过页表来访问的：假如通过页表来访问，就要先让数学地址对驱动程序可见（调用ioremap映射）；倘若不是通过页表访问，则类似于IO端口，通过一些函数来读写。
相关的操作函数如下：
struct resource *request_mem_region(unsigned long start, unsigned long len, char *name);里面的函数从start开始分配len字节宽度的区域，分配成功返回非NULL表针，否则返回NULL表针。
void release_mem_region(unsgined long start, unsigned long len);不再使用已分配的显存区域时，使用前面的函数进行释放。
检测IO显存区域是否可用的函数如下：
int check_mem_region(unsigned long start, unsigned long len);分配IO显存以后，还须要构建虚拟地址与IO显存的映射关系，使用ioremap实现，相关函数如下：
#include
void *ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size);
void *ioremap_nocache(unsigned log phys_addr, unsigned long size);
void iounmap(void *addr);调用ioremap以后，驱动程序即可访问对应的IO显存地址了，个别平台可以直接讲ioremap的返回值当表针直接使用，但不具有可移植性，所以须要使用内核提供的函数来访问：
#include
unsigned int ioread8(void *addr);
unsigned int ioread16(void *addr);
unsigned int ioread32(void *addr);
void iowrite8(u8 value, void *addr);
void iowrite16(u16 value, void *addr);
void iowrite32(u32 value, void *addr);addr是ioremap的返回值。看名子就应当晓得涵义和使用方式了，这儿不再说明。
假如要读写一系列的值，则可以使用以下函数：
void ioread8_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void ioread16_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void ioread32_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void iowrite8_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void iowrite16_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void iowrite32_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);还有类似C语言中显存操作相关的函数：
void memset_io(void *addr, u8 value, unsigned int count);
void memcpy_fromio(void *dest, void * source, unsigned int count);
void memcpy_toio(void *dest, void *source, unsigned int count);本文原创地址：//q13zd.cn/jsjisbjcqdxy.html编辑：刘遄，审核员：暂无
