软件访问硬件的原理过程是怎么样的

硬件是各种各样的，发展速度还是非常快的。各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吧。比如，刚出来某个新硬件，os开发者们便开始为其写驱动，这不太现实，会把人累死的。于是乎，便出现了各种硬件适配设备,这就是io接口。接口其实就是标准，大家生产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。串行硬件通过串行接口与cpu通信，反过来也是，cpu通过串行接口与串行设备数据传输。并行设备的访问也是类似，只不过是通过并行接口。

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设的内存中，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。有的设备是这样做的，比如显卡，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，它被映射到主机物理内存上的低端1兆字节的0xB8000~0xBFFFF。

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cpu访问这片内存就是访问显存，往这片内存上写字节便是往屏幕上打印内容。看上去这么高大上的做法是怎么实现的，这个我们就不关心了，前面说过，计算机中处处是分层，我们要充分相信上一层的工作。

外设是通过IO接口与cpu通信的，cpu访问外设，就是访问IO接口，由IO接口将信息传递给另一端的外设，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，你看，处处体现着分层。

于是问题来了，如何访问到IO接口呢，答案就是，IO接口上面有一些寄存器，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。这些端口是人家IO接口给咱们提供的接口。人家接口电路也有自己的思维（系统），看到寄存器中写了什么就做出相应的反应。接口提供接口，哈哈，有意思。不过是这是人家的约定，没个约定就乱了，各干各的，大家都累，咱们只要遵循人家的规定就能访问成功。

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