I/O端口和I/O内存--学习备忘

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设备通常会提供一组寄存器来用于控制设备，读写设备和获取设备状态，即控制寄存器，数据寄存器，和状态寄存器，这些寄存器可能位于I/O空间，也可能位于内存空间，当位于I/O空间时，通常称为I/O端口，位于内存空间时，对应的内存空间成为I/O内存

对ARM架构来说，外设和内存统一编址，即外设和主存单元一样看待，所以对于ARM架构来说，称为I/O内存
对X86架构来说，外设和主存单元是分开编址，X86架构专门为寄存器开辟了一个独立的空间，称为I/O地址空间,即I/O端口

对于I/O 端口有两种操作方法
1） 直接使用I/O端口操作函数，在设备打开或驱动加载时申请I/O端口区域，之后直接使用inb() outb()等进行操作，在设备关闭或驱动卸载时释放





2）另一种方法是I/O端口映射为内存进行访问，它和I/O访问对比如下





我们再看函数 request_mem_region(start,n,name) 主要是声明一段地址的所有权，当有其他地方申请的就会失败
#define request_mem_region(start,n,name) __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name))
struct resource * __request_region(struct resource *parent, resource_size_t start, resource_size_t n, const char *name)
{

struct resource *res = kzalloc(sizeof(*res), GFP_KERNEL);

if (res) {

res->name = name;

res->start = start;

res->end = start + n - 1;

res->flags = IORESOURCE_BUSY;

write_lock(&resource_lock);

for (;;) {

struct resource *conflict;

conflict = __request_resource(parent, res); //检测是否冲突，不冲突就插入struct resource *root 链表里

if (!conflict) //为NULL 则成功

break;

if (conflict != parent) {

parent = conflict;

if (!(conflict->flags & IORESOURCE_BUSY))

continue;

}

/* Uhhuh, that didn't work out.. */

kfree(res);

res = NULL;

break;

}

write_unlock(&resource_lock);

}

return res;

}
关键检测冲突函数的可以这样理解：插入排序，一次插入两个数，这两个数start end已经排好了，这样就好理解了，
child链表是以I/O资源物理地址从低到高的顺序排列的，从头开始判断是否冲突，不冲突就插入
/* Return the conflict entry if you can't request it */
static struct resource * __request_resource(struct resource *root, struct resource *new)
{
resource_size_t start = new->start;
resource_size_t end = new->end;
struct resource *tmp, **p;

if (end < start)
return root;
if (start < root->start)
return root;
if (end > root->end)
return root;
p = &root->child;
for (;;) {
tmp = *p;
if (!tmp || tmp->start > end) { //当tmp =NULL ，一种是root->child 为空，一种遍历到结尾了，即新的元素就是最后一个元素，tmp->start > end 即插入到tmp前面，new->sibling = tmp
new->sibling = tmp;
*p = new;
new->parent = root;
return NULL;
}
p = &tmp->sibling;
if (tmp->end < start) // 当 tmp->start <= end tmp->end < start 发生冲突了，没有发生冲突，继续遍历下一个元素，
continue;
return tmp;
}
}
ioremap 这个函数主要实现物理内存到虚拟内存的映射,与vmalloc()函数类似需要建立新的页表，但是它并不进行vmalloc()中所执行的内存的分配行为，函数原型如下：
void __iomem * ioremap (unsigned long phys_addr, unsigned long size)