Linux下用户空间访问I/O端口的相关函数

Linux下设置端口权限的系统调用有两个：ioperm和iopl函数。

ioperm

功能描述

为调用进程设置I/O端口访问权限，从端口地址from起始，共设置num个值为turn_on。ioperm的使用需要具有超级用户的权限，只有低端的[0-0x3ff] I/O端口可被设置，要想指定更多端口的权能，可使用iopl函数。

此系统调用只适用于i386体系结构，在许多其它体系结构不存在或将总是返回一个错误。i386是32位版，x86-64是64位版，PPC是苹果电脑版。

函数原型

#include <unistd.h> /* for libc5 */ 
#include <sys/io.h> /* for glibc */

int ioperm(unsigned long from, unsigned long num, int turn_on);

参数说明

from：起始端口地址
num：需要修改权能的端口数
turn_on：端口的新权能位。1为开启，0为关闭

返回值

成功返回0；失败返回-1，并且errno被设为以下的某个值：

EINVAL：Invalid values for from or num.（参数错误）

EIO：(on ppc) This call is not supported.（不支持此调用）

EPERM：The calling process has insufficient privilege to call ioperm(); the CAP_SYS_RAWIO capability is required.（调用进程没有权限）
 

iopl

功能描述

用于修改当前进程的操作端口的权限。可以用于所有65536个端口的权限。因此，ioperm相当于该调用的子集。

和ioperm一样，这一调用仅适用于i386平台。

iopl()是特定于linux的，不能移植到其他系统中去使用。

函数原型

#include <sys/io.h>

int iopl(int level);

参数说明

level：端口的权限级别。为3时可以读写端口。默认权能级别为0，用户空间不可读写。

返回值

成功返回0；失败返回-1，并且errno被设为以下的某个值：

EINVAL：level is greater than 3.（参数错误，level值大于3）

ENOSYS：This call is unimplemented.（未实现该调用）

EPERM：The calling process has insufficient privilege to call iopl(); the CAP_SYS_RAWIO capability is required.（调用进程没有权限）

outb, outw, outl, outsb, outsw, outsl, inb, inw, inl, insb, insw, insl, outb_p, outw_p, outl_p, inb_p, inw_p, inl_p -  端口I / O

功能描述

• outb() ：I/O 上写入8位数据 (1字节)
• outw() ：I/O 上写入16位数据 (2字节 )
• outl() ：I/O 上写入32位数据 (4字节)
• inb() ：I/O 上读取 8 位数据 (1字节)
• inw() ：I/O 上读取16位数据 (2字节)
• inl () ：I/O 上读取32位数据 (4字节)

这一函数族用于执行低层次的端口输入和输出。out*功能进行端口输出，in*功能进行端口输入；b后缀函数为字节宽度，w后缀函数为字宽；_p后缀函数暂停直到I/O完成。

在申请了I/O端口区域之后，就可以放心地访问，Linux使用inb(p)、inw(p)、insb(p,d,l)、insw(p,d,l)、outb(v,p)、outw(v,p)、outl(v,p)、outsb(p,d,l)、outsl(p,d,l)等宏来访问I/O端口，他们在include/asm/io.h中进行定义。

宏中in表示从端口输入，out表示从输出到端口。

b表示访问字节，w表示访问字，l表示访问长整数，s表示流数据。

参数p表示要访问的I/O端口号，v表示要输出的数值，d表示内存缓存起始地址，l表示输出输入的量。

它们主要是为内核使用而设计的，但是可以从用户空间使用。

必须使用-O或-O2或类似的语言进行编译。这些函数被定义为内联宏，在没有启用优化的情况下不会被替换，这会在链接时导致未解析的引用。

可以使用ioperm(2)或iopl(2)告诉内核允许用户空间应用程序访问相关的I/O端口。如果不这样做，应用程序将收到一个 seg‐mentation 的错。

函数原型（部分）

#include <asm/io.h>

void outb (unsigned char data, unsigned short int port);

void outw (unsigned short data, unsigned short int port);

void outl (unsigned int data, unsigned short int port);

static __iniine unsigned char inb(unsigned short int port);

static __iniine unsigned short inw(unsigned short int port);

static __iniine unsigned int inl(unsigned short int port);