設備通常會提供一組寄存器來用於控制設備、讀寫設備和獲取設備狀態，即控制寄存器、數據寄存器和狀態寄存器。這些寄存器可能位於IO空間，也可能位於內存空間。當位於IO空間時，通常被稱為IO埠，位於內存空間時，對應的內存空間成為IO內存。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/341120.htm1. Linux IO埠和IO內存訪問接口
1.1 IO埠
在Linux設備驅動中，應使用Linux內核提供的函數來訪問定位於IO空間的埠，這些函數包括如下幾種：
(1)讀寫字節埠(8位寬)
unsigned inb(unsigned port);
void outb(unsigned char byte , unsigned port);
(2)讀寫字埠(16位寬)
unsigned inw(unsigned port);
void outw(unsigned char byte , unsigned port);
(3)讀寫長字埠(32位寬)
unsigned inl(unsigned port);
void outl(unsigned char byte , unsigned port);
(4)讀寫一串字
void insw(unsigned port , void *addr , unsigned long count);
void outsw(unsigned port , void *addr , unsigned long count);
(5)讀寫一串長字
void insl(unsigned port , void *addr , unsigned long count);
void outsl(unsigned port , void *addr , unsigned long count);
上述各函數中IO埠號port的類型高度依賴於具體的硬體平臺，因此，只是寫出了unsigned。
1.2 IO內存
在內核中訪問IO內存之前，需首先使用ioremap()函數將設備所處的物理地址映射到虛擬地址。ioremap的原型如下：
void *ioremap(unsigned long offset , unsigned long size);
ioremap()與vmalloc()類似，也需要建立新的頁表，但是它並不進行vmalloc()中所執行的內存分配行為。ioremap()返回一個特殊的虛擬地址，該地址可用來存取特定的物理地址範圍。通過ioremap()獲得的虛擬地址應該被iounmap()函數釋放，其原型為：
void iounmap(void *addr);
在設備的物理地址被映射到虛擬地址之後，儘管可以直接通過指針訪問這些地址，但是可以使用Linux內核的如下一組函數來完成設備內存映射的虛擬地址的讀寫，這些函數如下所示。
(1)讀IO內存
unsigned int ioread8(void *addr);
unsigned int ioread16(void *addr);
unsigned int ioread32(void *addr);
與上述函數對應的較早版本的函數為(這些函數在Linux2.6中仍然被支持)：
unsigned readb(address);
unsigned readw(address);
unsigned readl(address);
(2)寫IO內存
void iowrite8(u8 value , void *addr);
void iowrite16(u16 value , void *addr);
void iowrite32(u32 value , void *addr);
與上述函數對應的較早版本的函數為(這些函數在Linux2.6中仍然被支持)：
unsigned writeb(address);
unsigned writew(address);
unsigned writel(address);
(3)讀一串IO內存
void ioread8_rep(void *addr , void *buf , unsigned long count);
void ioread16_rep(void *addr , void *buf , unsigned long count);
void ioread32_rep(void *addr , void *buf , unsigned long count);
(4)寫一串IO內存
void iowrite8_rep(void *addr , void *buf , unsigned long count);
void iowrite16_rep(void *addr , void *buf , unsigned long count);
void iowrite32_rep(void *addr , void *buf , unsigned long count);
(5)複製IO內存
void memcpy_fromio(void *dest , void *source , unsigned int count);
void memcpy_toio(void *dest , void *source , unsigned int count);
(6)設置IO內存
void memset_io(void *addr , u8 value , unsigned int count);
1.3 把IO埠映射到內存空間
void *ioport_map(unsigned long port , unsigned int count);
通過這個函數，可以把port開始的count個連續的IO埠重映射為一段「內存空間」。然後就可以在其返回的地址上像訪問IO內存一樣訪問這些IO埠。當不再需要這種映射時，需要調用下面的函數來撤銷。
void ioport_unmap(void *addr);
實際上，分析ioport_map()的原始碼可發現，映射到內存空間行為實際上是給開發人員製造的一個「假象」，並沒有映射到內核虛擬地址，僅僅是為了讓工程師可使用統一的IO內存訪問接口訪問IO埠。
2. 申請與釋放設備IO埠和IO內存
2.1 IO埠申請
Linux內核提供了一組函數用於申請和釋放IO埠。
struct resource *request_region(resource_size_t start, resource_size_t n, const char *name);
這個函數向內核申請了n個埠，這些埠從first開始，name參數為設備的名稱。如果分配成功返回非NULL，失敗，則返回NULL。
當用request_region()申請的IO埠使用完成後，應當使用release_region()函數將它們還給系統，這個函數的原型如下：
void release_region(resource_size_t start , resource_size_t n);
2.2 IO內存申請
Linux內核提供了一組函數用於申請和釋放IO內存的範圍。
struct resource *request_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n, const char *name, const char *name);
這個函數向內核申請n個內存地址，這些地址從first開始，name參數為設備的名稱。如果分配成功返回值是非NULL，如果失敗，返回NULL。
當用request_mem_region()申請的IO內存使用完成後，應當使用release_region()函數將它們還給系統，這個函數的原型如下：
void release_region(resource_size_t start , resource_size_t n);
上述request_region()和release_mem_region()都不是必須的，但建議使用。其任務是檢查申請的資源是否可用，如果可用則申請成功，並標誌為已經使用，其他驅動想再次申請該資源就會失敗。
查看內核源碼可知，request_region()和request_mem_region()調用的函數是一樣的，只是傳入參數的不同。
#define request_region(start,n,name) __request_region(&ioport_resource, (start), (n), (name))
#define request_mem_region(start,n,name) __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name))
3. 設備IO埠和IO內存訪問流程
IO埠訪問的一種途徑是直接使用IO埠操作函數：在設備打開或驅動模塊被加載時申請IO埠區域，之後使用inb()、outb()等進行埠訪問，最後，在設備關閉或驅動被卸載時釋放IO埠範圍。
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| request_region() | 在設備驅動模塊加載或open()函數中進行
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| inb()、outb()等 | 在設備驅動初始化、write()、read()、iotcl()等函數中進行
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| release_region()等 | 在設備驅動模塊卸載或release()函數中進行
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IO埠的訪問流程(不映射到內存空間)
IO埠訪問的另一種途徑是將IO埠映射為內存進行訪問：在設備打開或驅動模塊被加載時，申請IO埠區域並使用ioport_map()映射到內存，之後使用IO內存的函數進行埠訪問，最後，在設備關閉或驅動被卸載時釋放IO埠並釋放映射。整個流程如下圖所示：
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| request_region()等 | \
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| \ 在設備驅動模塊加載或open()函數中進行
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| ioport_map()等 |
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| ioread8、ioread16、 | 在設備驅動初始化、write()、read()、ioctl等函數中調用
| ioread32、iowrite8等 |
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| ioport_unmap() |\
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___________________________ /在設備驅動卸載或release()函數中調用
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| release_region() | /
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IO埠的訪問流程(映射到內存空間)
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| request_mem_region()等 | \
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| \ 在設備驅動模塊加載或open()函數中進行
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| ioremap()等 |/
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| ioread8、ioread16、 | 在設備驅動初始化、write()、read()、ioctl等函數中調用
| ioread32、iowrite8等 |
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| iounmap() | \
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______________________________ /在設備驅動卸載或release()函數中調用
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| release_mem_region() | /
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