每个外设都是通过读写其寄存器来控制的。外设寄存器也称为I/O端口，通常包括：控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器三大类。根据访问外设寄存器的不同方式，可以把CPU分成两大类。一类CPU（如M68K，Power PC等）把这些寄存器看作内存的一部分，寄存器参与内存统一编址，访问寄存器就通过访问一般的内存指令进行，所以，这种CPU没有专门用于设备I/O的指令。这就是所谓的“I/O内存”方式。另一类CPU（典型的如X86），将外设的寄存器看成一个独立的地址空间，所以访问内存的指令不能用来访问这些寄存器，而要为对外设寄存器的读／写设置专用指令，如IN和OUT指令。这就是所谓的“ I/O端口”方式。但是，用于I/O指令的“地址空间”相对来说是很小的，如x86 CPU的I/O空间就只有64KB（0－0xffff)。
1）、I/O端口端口（port）是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。几乎每一种外设都是通过读写设备上的寄存器来进行的。CPU通过这些地址即端口向接口电 路中的寄存器发送命令，读取状态和传送数据。外设寄存器也称为“I/O端口”，通常包括：控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器三大类，而且一个外设的寄存 器通常被连续地编址。
2）、IO内存例如，在PC上可以插上一块图形卡，有2MB的存储空间，甚至可能还带有ROM,其中装有可执行代码。
3）、IO端口和IO内存的区分及联系 这两者如何区分就涉及到硬件知识，X86体系中，具有两个地址空间：IO空间和内存空间，而RISC指令系统的CPU（如ARM、PowerPC等）通常只实现一个物理地址空间，即内存空间。
内存空间：内存地址寻址范围，32位操作系统内存空间为2的32次幂，即4G。
IO空间：X86特有的一个空间，与内存空间彼此独立的地址空间，32位X86有64K的IO空间。
IO端口：当寄存器或内存位于IO空间时，称为IO端口。一般寄存器也俗称I/O端口,或者说I/O ports,这个I/O端口可以被映射在Memory Space,也可以被映射在I/O Space。
IO内存：当寄存器或内存位于内存空间时，称为IO内存。
具体分析见这里：https://www.cnblogs.com/reality-soul/p/6126376.html
2、CPU对IO端口的编址方式2有两种：几乎每一种外设都是通过读写设备上的寄存器来进行的，通常包括控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器三大类，外设的寄存器通常被连续地编址。根据CPU体系结构的不同，两种方式如下：
（1）I/O映射方式（I/O-mapped）
典型地，如X86处理器为外设专门实现了一个单独的地址空间，称为"I/O地址空间"或者"I/O端口空间"，CPU通过专门的I/O指令（如X86的IN和OUT指令）来访问这一空间中的地址单元。
（2）内存映射方式（Memory-mapped）
RISC指令系统的CPU（如ARM、PowerPC等）通常只实现一个物理地址空间，外设I/O端口成为内存的一部分。此时，CPU可以象访问一个内存单元那样访问外设I/O端口，而不需要设立专门的外设I/O指令。
但是，这两者在硬件实现上的差异对于软件来说是完全透明的，驱动程序开发人员可以将内存映射方式的I/O端口和外设内存统一看作是"I/O内存"资源。
一般来说，在系统运行时，外设的I/O内存资源的物理地址是已知的，由硬件的设计决定。我们知道在linux内存管理中物理内存有严格的分配机制，当物理内存被分配完，那么其他的IO外设地址该如何映射呢？CPU通常并没有为这些已知的外设I/O内存资源的物理地址预定义虚拟地址范围，驱动程序并不能直接通过物理地址访问I/O内存资源，而必须将它们映射到核心虚地址空间内（通过页表），然后才能根据映射所得到的核心虚地址范围，通过访内指令访问这些I/O内存资源。Linux在io.h头文件中声明了函数ioremap（），用来将I/O内存资源的物理地址映射到核心虚地址空间（3GB－4GB）中，原型如下：
void * __ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags)
入口： phys_addr：要映射的起始的IO地址；
size：要映射的空间的大小；
flags：要映射的IO空间的和权限有关的标志；
功能： 将一个IO地址空间映射到内核的虚拟地址空间上去，便于访问；
实现：对要映射的IO地址空间进行判断，低PCI/ISA地址不需要重新映射，也不允许用户将IO地址空间映射到正在使用的RAM中，最后申请一 个 vm_area_struct结构，调用remap_area_pages填写页表，若填写过程不成功则释放申请的vm_area_struct
意义：比如isa设备和pci设备，或者是fb，硬件的跳线或者是物理连接方式决定了硬件上的内存影射到的cpu物理地址。
在内核访问这些地址必须分配给这段内存以虚拟地址,这正是__ioremap的意义所在 ,需要注意的是,物理内存已经"存在"了,无需alloc page给这段地址了.
为了使软件访问I/O内存,必须为设备分配虚拟地址.这就是ioremap的工作.这个函数专门用来为I/O内存区域分配虚拟地址(空间).对于直接映射的I/O地址ioremap不做任何事情。有了ioremap(和iounmap),设备就可以访问任何I/O内存空间,不论它是否直接映射到虚拟地址空间.但是,这些地址永远不能直接使用(指物理地址),而要用readb这种函数。
使用I/O内存首先要申请,然后才能映射,使用I/O端口首先要申请,或者叫请求,对于I/O端口的请求意思是让内核知道你要访问这个端口,这样内核知道了以后它就不会再让别人也访问这个端口了.毕竟这个世界僧多粥少啊.申请I/O端口的函数是request_region, 申请I/O内存的函数是request_mem_region。request_mem_region函数并没有做实际性的映射工作，只是告诉内核要使用一块内存地址，声明占有，也方便内核管理这些资源。重要的还是ioremap函数，ioremap主要是检查传入地址的合法性，建立页表（包括访问权限），完成物理地址到虚拟地址的转换。
使用方法：
内核中的使用，往往是为某个设备预留一块内存，当使用的时候需要在board中定义这个设备的内存resource。通过 platform_get_resource获得设备的起始地址后，可以对其进行request_mem_region和ioremap等操作，以便应用程序对其进行操作。
在将I/O内存资源的物理地址映射成核心虚地址后，理论上讲我们就可以象读写RAM那样直接读写I/O内存资源了。为了保证驱动程序的跨平台的可移植性，我们应该使用Linux中特定的函数来访问I/O内存资源，而不应该通过指向核心虚地址的指针来访问。如在x86平台上，读写I/O的函数如下所示：
#definereadb(addr) (*(volatile unsigned char *) __io_virt(addr))#define readw(addr) (*(volatile unsigned short *) __io_virt(addr))#define readl(addr) (*(volatile unsigned int *) __io_virt(addr))#definewriteb(b,addr) (*(volatile unsigned char *) __io_virt(addr) = (b))#define writew(b,addr) (*(volatile unsigned short *) __io_virt(addr) = (b))#define writel(b,addr) (*(volatile unsigned int *) __io_virt(addr) = (b))#definememset_io(a,b,c) memset(__io_virt(a),(b),(c))#define memcpy_fromio(a,b,c) memcpy((a),__io_virt(b),(c))#define memcpy_toio(a,b,c) memcpy(__io_virt(a),(b),(c))最后，我们要特别强调驱动程序中mmap函数的实现方法。用mmap映射一个设备，意味着使用户空间的一段地址关联到设备内存上，这使得只要程序在分配的地址范围内进行读取或者写入，实际上就是对设备的访问，这样就实现了虚拟地址到物理地址的映射与操作。
系统如何访问PCI设备我们知道CPU和网卡是通过PCI总线相连的，CPU可以直接访问系统内存（虚拟地址），也可以通过映射间接访问总线地址，那CPU怎么访问网卡的存储空间呢？
每个网卡都有自己的存储空间，这些空间的卡上地址（在网卡上的地址）本质上是局部的，所以都从0开始，它们不与总线直接相连，在把网卡插上总线并加电之初，从总线上还访问不到这些空间
系统初始化时扫描PCI总线上的各个PCI设备（包括网卡），为这些设备分配总线地址，并建立起其卡上地址和总线地址的映射，那映射是怎么建立起来的？
每个PCI设备上都有用来建立映射的配置寄存器组（配置空间），系统初始化时通过这组寄存器来为设备"配置"总线地址，那CPU怎么访问这组寄存器呢？这就又回到原点了
PCI标准规定配置寄存器组最大256 byte，其中开头64 byte是标准的（对每个PCI设备都一样），所有PCI设备的配置寄存器组都使用相同的地址（卡上地址或偏移量）
系统在IO地址空间预留了八个字节（0xCF8~0xCFF），其中前四个字节做地址寄存器，后四个字节做数据寄存器，当CPU访问某个设备的某个配置寄存器时，首先通过I/O命令向地址寄存器写入目标地址（包括总线号、设备号、功能号、寄存器地址的综合地址），然后通过I/O命令读写数据寄存器
综合地址的结构如下图所示，其中寄存器地址的高6位用于寻址最大64 word（256 byte）的配置寄存器组
如下图所示，一个256B代表一个配置寄存器组，最多有2^16个配置寄存器组（最大有16MB）
写入综合地址后，从0号总线开始，每个PCI桥将综合地址中的总线号和自己的总线号相比，若符合，根据设备号+功能号寻找设备；若不符合，将综合地址传递给下一级总线的PCI桥继续寻找，直到找到设备，最后根据8位寄存器地址找到配置寄存器，此时通过I/O命令读写数据寄存器就可以读写配置寄存器了
系统初始化时扫描PCI总线上的各个PCI设备（包括网卡），为这些设备分配总线地址，设备的每个BAR对应设备的一段存储空间，系统通过将总线地址写入BAR就建立了存储空间的卡上地址和总线地址的映射
设备驱动程序调用pci_ioremap_bar()将写入BAR的总线地址（保存在resource数组中）映射到系统内存的虚拟地址，之后CPU就可以通过虚拟地址访问PCI设备的存储空间，而不用再通过IO命令了
HD-driver中关于声卡resource的访问： err = pci_request_regions(pci, "ICH HD audio"); if (err < 0) return err; chip->region_requested = 1; chip->addr = pci_resource_start(pci, 0); chip->remap_addr = pci_ioremap_bar(pci, 0);先在内存将要使用的地址空间，然后获得声卡的基地址，然后将bar映射到内存中去，这样就可以访问这个声卡的PCI 内存区域了。