（读书笔记）linux内核完全注释——微型计算机的组成结构

 

• 结构及其变化

控制卡（适配器）：通过扩展插槽和主板上的系统总线连接。

总线插槽：地址总线，数据总线和控制线的与扩展设备控制器的标准连接接口。包括ISA，EISA，PCI，AGP，PCIE总线。

随着技术的发展，很多的控制卡功能已经集成的芯片中，同时整个架构都发生了变化。

 

北桥（MCH）：用于CPU，内存，AGP的接口

南桥（ICH）：用于管理低速，中速的设备。

随着历史的发展，南北桥将可能统一为一个芯片。Sandy bridge是Intel不久就会推出的新处理器代号名称，将可能会实现南北桥的统一。

• IO寻址和访问控制方式

端口地址的设置方式：独立编址和统一编址

统一编址：把IO控制器中的端口地址归入存储器地址空间访问内。

独立编址：把IO控制器和控制卡的寻址空间单独作为一个独立的地址空间对待。每个端口有一个IO地址与之对应，并且使用专门的IO指令来访问端口。

可以查看/proc/ioports得到相关控制器的IO地址范围。

pc机IO接口数据传输控制方式：程序循环查询，中断处理和DMA传输。

循环查询：

     优点：不需要过多的硬件支持，使用和编程简单。

     缺点：耗费CPU资源

中断处理：

     需要中断控制器的支持，IO设备通过发送中断给CPU，提出处理请求，CPU会暂时中断当前执行的程序，转 而去执行IO中断处理服务过程。涉及到中断描述符表

DMA传输：

     用于IO设备和系统内存之间的批量数据传送。使用DMA控制器进行，无需CPU参与，传输过程中也无需软件参与，效率很高。linux的软盘驱动程序就是使用中断和DMA配合的。

• 主存储器，bios，cmos存储器

460K——1M， 0xFFFE0000——0xFFFFFFFF 最后64K. 内存使用如下图：

BIOS：用于自检和建立OS需要的配置表，如中断向量表，硬盘参数表，初始化处理器和系统其余部分，还为某些系统提供了硬件设备接口服务（不可重入，效率不高）linux运行时不使用bios的功能，除了利用bios提供的参数进行初始化。

cmos:存放计算机的实时时钟信息，系统硬件配置信息。

中断控制器：2片级联的8259A可编程中断控制芯片组成

DMA控制器：外部设备和内存直接传输数据，2片8237芯片，8个独立通道，后4个是16位。软盘控制器专门使用使用通道2.使用通道前要设置，包括页面寄存器端口，（偏移）地址寄存器端口，数据计算寄存器端口。

定时/计数器：intel 8253/8254，提供3个独立的16位计时器通道，一般延时是通过循环语句，如果采用8253/8254，延时到后，会发送中断给cpu。

键盘控制器：8048，接通扫描码，断开扫描码，