使用 outb 和 inb 进行低级 I/O 访问

Question

我很难理解中断是如何工作的。

下面的代码初始化可编程中断控制器

  #define PIC0_CTRL 0x20    /* Master PIC control register address. */
  #define PIC0_DATA 0x21    /* Master PIC data register address. */

  /* Mask all interrupts*/
  outb (PIC0_DATA, 0xff);

  /* Initialize master. */
  outb (PIC0_CTRL, 0x11); /* ICW1: single mode, edge triggered, expect ICW4. */
  outb (PIC0_DATA, 0x20); /* ICW2: line IR0...7 -> irq 0x20...0x27. */
  outb (PIC0_DATA, 0x04); /* ICW3: slave PIC on line IR2. */
  outb (PIC0_DATA, 0x01); /* ICW4: 8086 mode, normal EOI, non-buffered. */

  /* Unmask all interrupts. */
  outb (PIC0_DATA, 0x00);

谁能给我解释一下它是如何工作的：

-outb的作用（我不懂linux man）

-地址及其含义

另一个不相关的问题，我读到 outb 和 inb 用于端口映射 I/O，我们可以使用内存映射 I/o 进行输入/输出通信吗？

谢谢。

Answer 1

outb() 将其第二个参数指定的字节写入其第一个参数指定的 I/O 端口。在这种情况下，“端口”是 CPU 与另一个芯片进行通信的一种方式。

您提供的特定 C 代码与 8259A 可编程中断控制器 (PIC) 相关。

您可以阅读有关 PIC here 和 here 的信息。

如果这不能提供足够的细节来理解命令和位掩码，您可以随时参考芯片的datasheet。

Answer 2

最好结合相应的数据表阅读器件特定代码。例如，“8259A 可编程中断控制器”数据表 (http://pdos.csail.mit.edu/6.828/2005/readings/hardware/8259A.pdf) 清楚（但简明地）解释了几乎所有内容。

但是，此数据表将仅说明如何使用该芯片（在任何系统中），而不会说明如何在特定系统中使用该芯片（例如，在“PC 兼容”80x86 系统中）。为此，您需要依赖“隐含的事实标准”（因为 PIC 芯片的许多功能并未在“PC 兼容”80x86 系统上使用，并且可能不受现代/集成芯片组的支持）。

通常（出于历史原因）PIC 芯片的 IRQ 以一种奇怪/错误的方式映射到中断。例如，IRQ 0 映射到中断 8，与 CPU 的双重故障异常冲突。您发布的特定代码重新映射了 PIC 芯片，以便将 IRQ0 映射到中断 0x20（而 IRQ1 映射到中断 0x21，...，IRQ 15 映射到 IRQ 0x2F）。这是操作系统通常为避免冲突而做的事情（例如，每个中断都用于 IRQ 或异常，而不是两者）。

要了解“outb()”，请查看英特尔手册中的“OUT”指令。这就像有 2 个地址空间 - 一个用于普通物理地址，另一个用于 IO 端口，其中普通指令（间接）访问普通物理内存；而IO口指令（IN、OUT、INSB/W/D、OUTSB/W/D）访问单独的“IO地址空间”。

Answer 3

传统的 8088/86 有一个内存控制信号，它本质上是另一个直接与指令相关的地址位。控制信号将访问分为 I/O 和内存，创建两个独立的地址空间。与 CS、DS 等在芯片内部创建单独的内存空间（在到达外部内存空间之前）不同。其他处理器系列使用所谓的内存映射 I/O。

如今，内存控制器/系统以各种不同的方式在芯片内部和外部被分割，例如，有时使用许多控制信号来指示指令与数据、缓存行填充、直写与回写等。在外部电路上，内存映射发生在芯片内部，例如专用 rom 接口，与 ram 分离等位于边缘，比旧 8088/86 的 I/O 空间与内存空间更复杂和独立。

out 和 in 指令以及一些家庭成员会改变您是在执行 I/O 访问还是内存访问，并且传统上，中断控制器是一个芯片，它对内存总线进行解码，寻找分配地址的 I/O 访问对于该设备。几十年后的反向兼容性，您拥有正在查看的当前代码。

如果你真的想了解它，你需要找到包含中断控制器的设备的数据表，它可能与大型支持芯片上的一堆其他逻辑相结合。可能还需要其他数据表。