自己动手从零写桌面操作系统GrapeOS系列教程——18.外设和IO
学习操作系统原理最好的方法是自己写一个简单的操作系统。
一、外设和I/O接口
前面我们介绍过冯·诺依曼结构包含5部分,其中输入设备和输出设备统称为外部设备,简称外设。常见的外设有鼠标、键盘、显示器、硬盘等。由于外设种类多、差异大、速度慢等原因,导致CPU无法直接与外设沟通。于是在CPU和外设之间产生了“中间人”,这个“中间人”就是I/O接口。如下图:

CPU与外设的信息交流都是通过I/O接口来间接实现的。比如我们前面向屏幕输出字符,并不是CPU直接将数据传递给屏幕,而是先传递给显卡,显卡再去操控屏幕。显卡就是一种I/O接口。后面我们将要学习如何读写硬盘,同样CPU无法直接读写硬盘,而是通过“中间人”硬盘控制器来间接实现读写硬盘。硬盘控制器也是一种I/O接口。上图中只举了显示器和硬盘两个例子,实际还有很多,图中用省略号代表了,后面我们学到哪个再讲哪个。
二、I/O端口和端口访问
我们知道在CPU内部有一些寄存器,而在每个I/O接口上面也都有一些寄存器,通常叫做I/O端口。CPU与I/O接口的交流,主要就是读写这些I/O端口,也叫端口访问。
CPU访问I/O端口有两种方式,一种是通过内存地址访问,另一种是通过端口号来访问。
1.通过内存地址访问端口
这种方式就是将一部分内存地址映射到相应的端口上,CPU读写这些端口就和读写内存的指令是一样的。
2.通过端口号访问端口
这种方式是为每一个端口分配一个唯一的编号,叫端口号,然后通过端口号就可以读写这个端口。我们后面主要用这种。
我们需要注意2点:
- 在x86架构中端口号的最大取值范围是0~65535,也就是2个字节表示的范围。
- 端口作为一种寄存器,它的数据宽度有的是8位,也有的是16位。具体是多少位,我们用到的端口都会介绍。
三、端口访问代码
1.读端口代码
读端口总共有4种方式,代码如下:
in al,dx
in ax,dx
in al,立即数
in ax,立即数
以上4行代码,每一行都表示从指定端口读取数据到al或ax寄存器中。
这里需要注意2点:
- 源操作数就是端口号,只能用dx或立即数表示,而且立即数只能在0~255范围内。
- 目的操作数只能是al或ax,如果端口是8位的就用al,如果端口是16位的就用ax。
2.写端口代码
写端口也有4种方式,代码如下:
out dx,al
out dx,ax
out 立即数,al
out 立即数,ax
以上4行代码,每一行都表示将al或ax中的数据写入到指定的端口中。
同样需要注意2点:
- 目的操作数就是端口号,只能用dx或立即数表示,而且立即数只能在0~255范围内。
- 源操作数只能是al或ax,如果端口是8位的就用al,如果端口是16位的就用ax。
本讲视频版地址:https://www.bilibili.com/video/BV1ig4y1b7cs/
配套的代码与资料在:https://gitee.com/jackchengyujia/grapeos-course
GrapeOS操作系统交流QQ群:643474045
自己动手从零写桌面操作系统GrapeOS系列教程——18.外设和IO的更多相关文章
- 别人写的一个Bootstrap系列教程
http://www.cnblogs.com/lansy/category/659061.html
- 一个人写的操作系统 - Sparrow OS
一个人写的操作系统 - Sparrow OS 自己写一个操作系统,这是在过去的几年里我一直为之努力的目标,现在终于完成了. 缘起 自己动手写操作系统的动机最初来自于学习Linux遇到的困难. 我是一个 ...
- 自制 os 极简教程1:写一个操作系统有多难
为什么叫极简教程呢?听我慢慢说 不知道正在阅读本文的你,是否是因为想自己动手写一个操作系统.我觉得可能每个程序员都有个操作系统梦,或许是想亲自动手写出来一个,或许是想彻底吃透操作系统的知识.不论是为了 ...
- 【操作系统】关于Linux桌面操作系统
以前是Win+Ubuntu+黑苹果,周末想体验一下deepin,于是简单安装了一下,安装过程很简单,这里不再描述.安装之后,第一次打开系统,确实很惊艳,赏心悦目的操作系统. 之前用Ubuntu时候,C ...
- 盘点|2021年最受欢迎Linux桌面操作系统前十名
镜像下载.域名解析.时间同步请点击 阿里云开源镜像站 阿里云开源镜像站利用云服务上的优势,提供快速.稳定的镜像分发服务.和免费的CDN加速服务.更新频率高,基本上一天一更新,对于Centos/Ubun ...
- 手把手教你从零写一个简单的 VUE
本系列是一个教程,下面贴下目录~1.手把手教你从零写一个简单的 VUE2.手把手教你从零写一个简单的 VUE--模板篇 今天给大家带来的是实现一个简单的类似 VUE 一样的前端框架,VUE 框架现在应 ...
- 《一步一步写嵌入式操作系统》读书笔记1—Skyeye介绍、安装和HelloWorld
2013-11-14 最近在看<一步一步写嵌入式操作系统>,感觉此书甚好,许多地方讲得很清楚.可操作性强,计划边读边实践边写笔记,希望能够逐步熟悉嵌入式操作系统底层的东西,最终剪裁出一套实 ...
- Python之美[从菜鸟到高手]--一步一步动手给Python写扩展(异常处理和引用计数)
我们将继续一步一步动手给Python写扩展,通过上一篇我们学习了如何写扩展,本篇将介绍一些高级话题,如异常,引用计数问题等.强烈建议先看上一篇,Python之美[从菜鸟到高手]--一步一步动手给Pyt ...
- Zedboard学习(一):移植Ubuntu桌面操作系统 标签: ubuntu移植zedboardFPGA 2017-07-04 21:53 26人阅读
环境准备: 首先,需要的肯定是Ubuntu操作系统.可以在自己的电脑上安装物理机,也可以是虚拟机下运行的.我的是在Vmware下运行的Ubuntu14.04 32位操作系统. 由于zedboard上的 ...
- 27、从零写UVC驱动之分析数据传输(设置ubuntu通过串口打印,指定打印到文件,ubuntu切换root用户)
A. 设置ubuntu让它从串口0输出printk信息a. 设置vmware添加serial port, 使用文件作为串口(在vmware中设置,文件是保存在windows中)b. 启动ubuntu, ...
随机推荐
- select from 多表和inner join的区别
其实两者是一样的,inner join 只是为了区分left join和right join整出来的,本质还是逐行比较
- stopping hbasecat:/tmp/hbase-root-master.pid:No such file or directory
今天在新电脑上安装虚拟机的时候,尝试打开hadoop和hbase,hadoop打开没有问题,就是hbase关闭的时候报了stopping hbasecat:/tmp/hbase-root-master ...
- 杭电OJ--1014
问题描述: 计算机模拟通常需要随机数.生成伪随机数的一种方法是通过窗体的函数seed(x+1) = [种子 (x) + STEP]% MOD其中 "%" 是模量运算符.这样的函数将 ...
- 2021/9/26 Leetcode 两数之和
题目:给你两个整数 a 和 b ,不使用 运算符 + 和 - ,计算并返回两整数之和. int getSum(int a, int b) { while(b != 0){ unsigne ...
- Linux基础命令、按照软件、数据库基础操作
一.Linux基础命令 1.防火墙 systemctl - 控制 systemd 系统与服务管理器 systemctl 可用于 检查和控制 systemd(1) 系统与服务管理器的 状态 常用的命令: ...
- 关于Centos7防火墙、端口、进程、开机自启、服务启动的常用命令
一.防火墙相关命令 1.查看防火墙状态 : systemctl status firewalld.service 注:active是绿的running表示防火墙开启 2.关闭防火墙 :systemct ...
- Windows系统Redis集群搭建
一.参考网址 https://mp.weixin.qq.com/s/ImdEJTdAmCFJsT55rici0Q 二.Redis版本 注意:搭建windows版的redis集群,redis的版本需要5 ...
- vue实现按钮多选
需求是这样: 首先考虑使用elementui中的组建实现,但是有时候会忽略组建.实现方式两种: 1.直接使用element实现 let weekTimeData: [ '星期一', '星期二', '星 ...
- Error:fatal: no such path /web/controller/XXXController.java in HEAD. 报错!
现象: Error:fatal: no such path /test/XXXController.java in HEAD. 报错! 原因: 重命名文件夹大小写问题: 解决办法: git mv Te ...
- BinarySearch,逆序排列的数组的二分查找(折半查找),C++非递归+递归实现
1 // To Compile and Run: g++ binary_search.cc -std=c++11 -Wall -O3 && ./a.out 8 2 3 4 #inclu ...