Linux系統對IO連接埠和IO記憶體的管理

一、I/O連接埠

連接埠（port）是介面電路中能被CPU直接存取的寄存器的地址。幾乎每一種外設都是通過讀寫裝置上的寄存器來進行的。CPU通過這些地址即連接埠向介面電路中的寄存器發送命令，讀取狀態和傳送資料。外設寄存器也稱為“I/O連接埠”，通常包括：控制寄存器、狀態寄存器和資料寄存器三大類，而且一個外設的寄存器通常被連續地編址。

二、IO記憶體

例如，在PC上可以插上一塊圖形卡，有2MB的儲存空間，甚至可能還帶有ROM,其中裝有可執行代碼。

三、IO連接埠和IO記憶體的區分及聯絡

這兩者如何區分就涉及到硬體知識，X86體系中，具有兩個地址空間：IO空間和記憶體空間，而RISC指令系統的CPU（如ARM、PowerPC等）通常只實現一個物理地址空間，即記憶體空間。

記憶體空間：記憶體位址定址範圍，32位作業系統記憶體空間為2的32次冪，即4G。

IO空間：X86特有的一個空間，與記憶體空間彼此獨立的地址空間，32位X86有64K的IO空間。

IO連接埠：當寄存器或記憶體位於IO空間時，稱為IO連接埠。一般寄存器也俗稱I/O連接埠,或者說I/O ports,這個I/O連接埠可以被映射在Memory Space,也可以被映射在I/O Space。

IO記憶體：當寄存器或記憶體位於記憶體空間時，稱為IO記憶體。

四、外設IO連接埠物理地址的編址方式

CPU對外設IO連接埠物理地址的編址方式有兩種：一種是I/O映射方式（I/O－mapped），另一種是記憶體映射方式（Memory－mapped）。而具體採用哪一種則取決於CPU的體繫結構。

1、統一編址

RISC指令系統的CPU（如，PowerPC、m68k、ARM等）通常只實現一個物理地址空間（RAM）。在這種情況下，外設I/O連接埠的物理地址就被映射到CPU的單一物理地址空間中，而成為記憶體的一部分。此時，CPU可以象訪問一個記憶體單元那樣訪問外設I/O連接埠，而不需要設立專門的外設I/O指令。

統一編址也稱為“I/O記憶體”方式，外設寄存器位於“記憶體空間”（很多外設有自己的記憶體、緩衝區，外設的寄存器和記憶體統稱“I/O空間”）。