C语言访问特殊用途的地址

我来详细讲解一下C语言访问特殊用途的地址的完整使用攻略。

什么是特殊用途地址

特殊用途地址（Special Purpose Address）是指在计算机系统中被用于特定目的的内存地址。在C程序中，可以通过这些地址来访问一些系统资源，如输入输出端口、内存映射设备等。

常见的特殊用途地址包括两种：物理地址和虚拟地址。物理地址是指直接映射到物理内存的地址，而虚拟地址是指经过了地址映射转换后得到的地址。

如何访问特殊用途地址

在C语言中可以通过指针类型来访问特殊用途地址。其中，指针类型的声明和使用方法与普通指针并无太大区别。但需要注意的是，对于特殊用途地址的访问需要使用特定的操作符和函数。

特殊用途地址的操作符

在C语言中，对于特殊用途地址的操作需要使用特定的操作符：

• &：取地址符，可以获取一个变量或函数的地址。
• ：指针运算符，用于在指针类型变量前面表示取其所指向的内存地址的值。可以将一个指针类型变量声明为指向某个特殊用途地址，然后通过解引用操作符来访问该地址保存的值。

特殊用途地址的函数

在C语言中，还有一些常用的函数可以用来访问特殊用途地址：

• inb、inw、inl：用于从输入输出端口读取一个字节、一个字或双字长度的数据。这些函数需要指定端口地址；

• outb、outw、outl：用于向输出端口写入一个字节、一个字或双字长度的数据。这些函数也需要指定端口地址；

示例说明

下面通过两个示例说明如何访问特殊用途地址。

示例一：使用inb/oub函数读写端口

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/io.h>

#define PORT 0x80

int main()
{
    /* 申请io权限，需要root权限 */
    if (ioperm(PORT, 1, 1) == -1) {
        perror("ioperm");
        exit(1);
    }

    /* 向端口写入1 */
    outb(1, PORT);

    /* 从端口读取数据 */
    int data = inb(PORT);

    printf("Read data from port %x is %d\n", PORT, data);

    /* 释放io权限 */
    ioperm(PORT, 1, 0);

    return 0;
}

这个示例通过inb/oub函数来读写端口，对0x80端口写入1，然后从该端口读取数据并输出。需要注意的是，访问端口需要root权限，因此需要使用ioperm函数申请io权限。

示例二：使用mmap函数映射/dev/mem

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>

#define BASE_ADDR 0x40000000
#define PAGE_SIZE 4096

int main()
{
    int memfd;
    char *mem;
    volatile unsigned int *reg;

    /* 打开/dev/mem，以读写方式打开 */
    memfd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
    if (memfd < 0) {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    /* 映射/dev/mem的0x40000000~0x40001000之间的内存 */
    mem = mmap(NULL, PAGE_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, memfd, BASE_ADDR);
    if (mem == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        exit(1);
    }

    /* 使用指针reg指向映射的所要访问地址 */
    reg = (volatile unsigned int *)(mem + 0x10);

    /* 通过指针reg访问该地址保存的值 */
    printf("Read value from memory address %p is %d\n", reg, *reg);

    /* 取消内存映射 */
    munmap(mem, PAGE_SIZE);

    close(memfd);

    return 0;
}

这个示例使用mmap函数来映射/dev/mem，并通过指针访问特定内存地址。需要注意的是，使用mmap函数映射/dev/mem会带来一定的安全风险，需要谨慎使用。