操作系统相关问题——软件是如何访问硬件的

硬件是各种各样的,发展速度还是非常快的。每个硬件都有自己的个性,操作系统不可能及时更新各种硬件的驱动方法(不可能刚出某个新硬件,OS开发者就开始为其编写驱动,这显然不现实)。

因此便出现了各种硬件适配器,这就是IO接口。接口其实就是标准,大家生产生出来的硬件按照这个标准工作就实现了通用。硬件在输入输出上大体分为串行和并行,相应的接口也就是串行接口和并行接口。

访问外部硬件有两个方式:

  • 将某个外设的内存映射到一定范围的地址空间中,CPU通过地址总线访问该内存区域时会落到外部的内存中,这种映射让CPU访问外设的内存就如同访问主板上的物理内存一样。

    显卡就是这么做的。显卡是显示器的适配器,CPU不直接和显示器交互,它只和显卡通信。显卡上有片内存叫显存,它映射到主机物理内存上的低端1MB的0xB8000-0xBFFFF。CPU访问这片内存就是访问显存,往这片内存写字节便是往屏幕上打印内容。

  • CPU通过访问IO接口与外设通信,CPU访问外设就是访问IO接口,由IO接口将信息传给另一端的外设,也就是说CPU从来不知道有这些设备的存在,它只知道自己操作的IO接口。

    IO接口位于总线与IO设备之间,接口上有一些寄存器,访问IO接口本质上就是访问这些寄存器,这些寄存器就是人们常说的端口。这些端口是IO接口给CPU和外设使用提供的接口

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