第11章 内存与IO访问之CPU与内存、I/O

本章知识点

Linux系统提供复杂的内存管理功能，内存的概念在Linux系统中相对复杂，有常规内存、高端内存、虚拟地址、逻辑地址、总线地址、物理地址、I/O内存、设备内存、预留内存等概念。

1、内存和I/O的硬件机制，主要涉及内存空间、I/O空间和MMU。

2、Linux的内存管理、内存区域的分布、常规内存与高端内存的区别。

3、Linux内存存取的方法，主要涉及内存动态申请以及通过虚拟地址存取物理地址的方法。

4、设备I/O端口和I/O内存的访问流程。

5、I/O内存静态映射。

6、设备驱动中的DMA与Cache一致性问题以及DMA的编程方法。

11.1　CPU与内存、I/O

11.1.1　内存空间与I/O空间

    在x86处理器中存在着I/O空间的概念，I/O空间是相对于内存空间而言的，IO空间通过特定的指令in、out来访问。端口号标识外设的寄存器地址。Intel语法中的in、out指令格式如下：

IN 累加器, {端口号│DX}
OUT {端口号│DX},累加器

    目前，大多数嵌入式微控制器（如ARM、PowerPC等）中并不提供I/O空间，仅存在内存空间。内存空间可以直接通过地址、指针来访问，程序及在程序运行中使用的变量和其他数据都存在于内存空间中。

    内存地址可以直接由C语言指针操作，在186处理器中执行如下代码：

unsigned char *p = (unsigned char *)0xF000FF00;
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