CPU 和设备之间靠端口交换数据，用 in 读、out 写——这是 CPU 指令集里除【搬算比跳】之外的第五类动作。
11.1 说了中间隔着驱动，这一节掀开驱动底下那一层：它到底在对什么说话。
一、CPU 和设备靠端口说话
第一章说 CPU 只会【搬、算、比、跳】四类动作——那是就程序的数据而言。
要和设备打交道，还得有第五类动作：对端口读写。
in——从端口读一个值进来。
out——把一个值写到端口去。
端口就是一个编号，CPU 认号不认名字，哪个号是谁，由硬件设计定死。
二、端口和内存不一样
两者都是【给个编号去读写】，但性质完全不同： 内存写的是位置（地址），用 movl 这类指令；端口写的是编号，用 in／out。 内存范围由地址线决定；端口范围固定是 0 到 65535 共 65536 个。 内存里存的是程序的数据；端口上是设备的状态与控制。 分开的好处是互不干扰——设备的东西不会跑到程序的数据里去。
三、端口还分宽度
按一次要传多少，端口读写分成三档： inb／outb——1 字节，用在状态位、控制位这种零星信息上。 inw／outw——2 字节，用在中等的配置值上。 inl／outl——4 字节，一次要传一段时用。 挑宽度的依据只有一条：一次要传多少。
四、为什么平时见不到它
【📋 实操路径】普通程序不能直接执行 in／out——得在内核或驱动里。 原因和第九章说的一样：这是一条【关口】，不能让谁都能随便操作硬件。 于是应用层看的永远是 API，in／out 被埋在深深的地下室。 驱动程序干的活儿，一大半就是替你在这些端口上来回读写。
五、动手 Demo：负责硬件输入输出的in指令和out指令
CPU 和设备之间靠端口交换数据，用 in 读、out 写。 这里用一个端口空间模拟那套动作。
ports = {}
def outb(port, val):
ports[port] = val & 0xFF
def inb(port):
return ports.get(port, 0xFF)
outb(0x60, 0x1E) # 往键盘端口写一个字节
print(hex(inb(0x60))) # 再读回来
print(hex(inb(0x61))) # 读一个没写过的端口
实跑输出：
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负责硬件输入输出的in指令和out指令
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**CPU 和设备之间靠【端口】交换数据**，用两条专门的指令：
in 从端口读一个值进来
out 把一个值写到端口去
端口和内存的区别在这儿：
内存 端口
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怎么指位置 写地址（movl） 写端口号（in／out）
编号范围 地址线决定 0 ~ 65535 共 65536 个
谁在用 程序的数据 设备的状态与控制
【📋 实操路径】普通程序不能直接执行 in／out，**得在内核或驱动里。**
这里用一个端口空间**模拟**那套动作：
outb(0x60, 0x1E) ; 往键盘端口写一个字节
inb(0x60) ; 再读回来
写 0x60 之后再读回 0x1E
读一个没写过的端口 0xFF（约定为全 1，表示【设备没准备好】）
端口还分宽度，**按要传的数据多少挑**：
指令 一次传 用在哪
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inb／outb 1 字节 状态位、控制位
inw／outw 2 字节 中等配置值
inl／outl 4 字节 一次要传一大段时
**端口号记住的是【谁是谁】**——比如键盘一个、串口一个、定时器一个。
驱动程序干的活儿，一大半就是替你在这些端口上来回读写。
实测：写 0x60 之后再读回 0x1E；没写过的端口读出 0xFF（约定为全 1，表示设备没准备好）。 端口号记住的是【谁是谁】——驱动程序一大半的活儿就是在这儿来回读写。
30 秒实验
- 在纸上列一列：键盘、鼠标、串口、定时器各占一个端口号，写成一张小表。
- 想一想：为什么设备不能像文件那样【开放给所有程序随便读写】。
常见误区
- 以为端口和内存是同一回事。一个写地址、一个写端口号，空间是分开的。
- 以为应用层可以直接执行 in／out。它被限制在内核与驱动里。
自测三问（点开对答案）
1. in 和 out 指令各做什么？ —— in 从端口读一个值进来，out 把一个值写到端口去。 2. 端口和内存有什么不同？ —— 内存按地址访问、存程序数据；端口按编号访问（0 到 65535）、表示设备的状态与控制。 3. 为什么普通程序不能直接执行 in／out？ —— 因为它是访问硬件的关口，被限制在内核和驱动里，防止任意程序操作设备。- ☐ 下一节（11.3 外部设备的中断请求）
相关笔记
- 应用程序是否与硬件有关 — 这几层是怎么叠起来的
- 外部设备的中断请求 — 设备怎么反过来通知 CPU
- CPU的处理其实很简单 — 四类动作之外的那一类
- 🔵 计算机基础 · 索引 — 硬件底层的入门课
- ⚙️ 程序是怎样跑起来的 · 索引