ARM體系結構之：I/O管理

2.4 I/O管理

ARM系統完成I/O功能的標準方法是使用存儲器映射I/O。這種方法使用特定的存儲器地址。當從這些地址加載或向這些地址存儲時(shí)，它們提供I/O功能。某些ARM系統也可能有直接存儲器訪(fǎng)問(wèn)（DMA，Direct Memory Access）硬件。

外圍設備（如串行線(xiàn)控制器）中包含一些寄存器。在存儲器映射系統中，這些寄存器就像特定地址的存儲器一樣。（在其他的系統組織中，I/O功能可能與存儲器件有不同的尋址空間。）串行線(xiàn)控制器可能有以下5種寄存器。

① 發(fā)送數據寄存器（只寫(xiě)）：寫(xiě)入這個(gè)位置的數據被送往串行線(xiàn)。

② 接受數據寄存器（只讀）：保存從串行線(xiàn)送來(lái)的數據。

③ 控制寄存器（讀/寫(xiě)）：設置數據速率，管理RTS（請求發(fā)送）和其他類(lèi)似信號。

④ 中斷使能寄存器（讀/寫(xiě)）：控制中斷的硬件事件。

⑤ 狀態(tài)寄存器（讀/寫(xiě)）：指示讀數據是否有效、寫(xiě)緩存是否滿(mǎn)等。

要接受數據，必須用軟件適當地設置器件。通常在接收到有效數據或檢測到錯誤時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷。中斷程序必須將數據復制到緩存器中并進(jìn)行錯誤檢測。

應該注意的是，存儲器映射外圍寄存器的行為與存儲器不同。連續兩次讀數據寄存器，即使對該寄存器沒(méi)有寫(xiě)操作，其結果也很可能不同。而對真正存儲器的讀是冪等的（idempotent）（可多次重復讀，結果一致）。對外圍寄存器的讀操作可能清除當前值，致使下一次讀結果不同。這種寄存器稱(chēng)為讀敏感（read-sensitive）的。

當涉及讀敏感寄存器時(shí)，編程必須小心。特別是不能將這種寄存器的數據復制到Cache存儲器。

在許多ARM系統中，不能在用戶(hù)模式下訪(fǎng)問(wèn)I/O寄存器。要訪(fǎng)問(wèn)這些器件，只能通過(guò)監控調用（SWI）或通過(guò)使用這種調用的C庫函數。