File: IO-Programming.pl.html

package info (click to toggle)
doc-linux-pl 2002.06.14-2
links: PTS
area: main
in suites: etch, etch-m68k, jessie, jessie-kfreebsd, lenny, squeeze, wheezy
size: 6,900 kB
ctags: 968
sloc: makefile: 66
file content (564 lines) | stat: -rw-r--r-- 32,375 bytes
parent folder | download | duplicates (4)
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2 Final//EN">
<HTML>
<HEAD>
 <META NAME="GENERATOR" CONTENT="SGML-Tools 1.0.9">
<META HTTP-EQUIV="content-type" content="text/html; charset=iso-8859-2">
<TITLE>Linux I/O port programming mini-HOWTO</TITLE>


</HEAD>
<BODY>
<H1>Linux I/O port programming mini-HOWTO<BR></H1>

<H2>Autor: Riku Saikkonen 
<A HREF="mailto:Riku.Saikkon@hut.fi">Riku.Saikkonen@hut.fi</A><BR>
v, 28 Grudnia 1997<BR>
Wersja polska: Micha Szwaczko
<A HREF="mailto:michalsz@lena.zsg.lublin.pl">michalsz@lena.zsg.lublin.pl</A><BR>
v1.0, 1 Marca 2000 </H2>
<P><HR>
<EM>Ten dokument HOWTO opisuje programowanie sprztowych rejestrw wejcia/wyjcia
oraz zatrzymywanie na niewielkie okresy czasu pracy programw uytkownika
dziaajcych na Linuxie pracujcym w architekturze Intel x86.
Dokument zosta napisany w standardzie ISO-8859-2.
Orygina tego dokumentu znajduje si pod adresem 
<A HREF="ftp://ftp.icm.edu.pl/pub/Linux/sunsite/docs/HOWTO/mini">ftp://ftp.icm.edu.pl/pub/Linux/sunsite/docs/HOWTO/mini</A></EM>
<HR>
<H2><A NAME="s1">1. Wstp </A></H2>

<P>Ten dokument HOWTO opisuje programowanie sprztowych rejestrw wejcia/wyjcia
oraz zatrzymywanie na niewielkie okresy czasu pracy programw uytkownika
dziaajcych na Linuxie pracujcym w architekturze Intel x86. Dokument
ten jest nastpc bardzo maego IO-port mini-HOWTO tego samego autora.
Dokument zosta napisany przez Riku Saikkonen. Copyright 1995-1997
Riku Saikkonen. Po szczegy odnonie praw autorskich zobacz 
<A HREF="http://sunsite.icm.edu.pl/pub/Linux/sunsite/docs/HOWTO/COPYRIGHT">Linux HOWTO copyright</A>.
Jeli chcesz co poprawi lub doda to miao moesz do mnie pisa 
(<CODE>Riku.Saikkonen@hut.fi</CODE>)...
<P>Zmiany w stosunku do poprzedniej wersji (30 Marca 1997):
<UL>
<LI>Wyjanienie kwestii odnoszcych si do <CODE>inb_p</CODE>/<CODE>outb_p</CODE> oraz portu 0x80</LI>
<LI>Usunicie informacji o <CODE>udelay()</CODE>, jako e <CODE>nanosleep()</CODE> 
zapewnia janiejszy sposb jego uycia.</LI>
<LI>Przeksztacenie dokumentu na format SGML-Linuxdoc oraz niewielka reorganizacja.</LI>
<LI>Wiele mniejszych dodatkw i modyfikacji.</LI>
</UL>
<P>
<H2><A NAME="s2">2. Uywanie rejestrw wejcia/wyjcia w programach napisanych w C</A></H2>

<H2>2.1 Metoda zwyka</H2>

<P>Procedury dostpu do portw (rejestrw) we/wy umieszczone s w 
<CODE>/usr/include/asm/io.h</CODE> (lub w <CODE>linux/include/asm-i386/io.h</CODE> w rdach jdra) 
Procedury te wystpuj w formie makr do wstawienia a wic wystarczy e zrobisz <CODE>#include &lt;asm/io.h&gt;</CODE>;
nie potrzebujesz ju adnych dodatkowych bibliotek.
<P>Z powodu ogranicze w gcc (obecna wersja 2.7.2.3 i poniej) oraz egcs
(wszystkie wersje) programy wykorzystujce te procedury <EM>musz</EM> by kompilowane
z wczon optymalizacj (<CODE>gcc -O1</CODE> lub wicej) lub moesz te 
zrobi <CODE>#define extern</CODE> bez parametru (puste) zanim wczysz <CODE>&lt;asm/io.h&gt;</CODE>.
<P>Do odpluskwiania (debugging) moesz uy <CODE>gcc -g -O</CODE> (przynajmniej w nowoczesnych
wersjach gcc), chocia optymalizacja moe spowodowa, i debugger bdzie
zachowywa si troch dziwnie. Jeli to sprawia Ci kopot, procedury korzystajce
z rejestrw we/wy wstaw do osobnego pliku i tylko ten plik poddaj optymalizacji
podczas kompilacji.
<P>Zanim dostaniesz si do jakiegokolwiek portu we/wy, musisz nada swemu
programowi uprawnienia do tego. Robi si to wywoujc funkcj <CODE>ioperm()</CODE>
(zdeklarowan w <CODE>unistd.h</CODE> i zdefiniowan w jdrze) gdzie w okolicach pocztku
programu (przed jakimkolwiek dostpem do portw) Skadnia tego polecenia
to <CODE>ioperm(skd,ile,wacz)</CODE> gdzie <CODE>skd</CODE> jest pierwszym portem do ktrego
chcesz mie dostp a <CODE>ile</CODE> liczb kolejnych portw do ktrych chcesz mie dostp.
Dla przykadu <CODE>ioperm(0x300, 5, 1)</CODE> da ci dostp do portw od 0x300 do 0x304
(w sumie pic portw). Ostatni argument to wartoc logiczna mwica
o tym czy program otrzyma dostp do portw (1 - prawda) bd nie (0 - fasz).
Moesz wywoywa <CODE>ioperm()</CODE> wiele razy aby wczy wiele niecigych obszarw
rejestrw. Zajrzyj do <CODE>ioperm(2)</CODE> w podrczniku systemowym man po szczegy
odnonie skadni.
<P>Wywoanie <CODE>ioperm()</CODE> wymaga aby twj program mia uprawnienia root'a:
wobec czego albo musisz uruchamia go jako root albo da mu suid root'a. 
Po wywoaniu <CODE>ioperm()</CODE> moesz ju zrezygnowa z uprawnie root'a. 
Nie wymaga si aby w sposb jawny wycza uprzywilejowany dostp
do portw (czyli <CODE>ioperm(....,0)</CODE>) na kocu programu; robi si to automatycznie
wraz z zakoczeniem procesu.
<P>Funkcja <CODE>setuid()</CODE> w wypadku uytkownika bez przywilejw root'a nie odbiera
dostpu do portw przydzielonego przez <CODE>ioperm()</CODE> ale funkcja <CODE>fork()</CODE> ju
tak. (proces potomny nie dostaje dostpu ale proces-rodzic go zachowuje)
<P><CODE>ioperm()</CODE> moe jedynie umoliwi dostp do portw od 0x000 do 0x3FF. Jeli
chcesz uywa innych portw (wyszych) musisz uy funkcji <CODE>iopl()</CODE> (ktra
daje ci dostp do wszystkich portw od razu) Uyj argumentu 3 (czyli <CODE>iopl(3)</CODE>) 
aby da swemu programowi dostp do <EM>wszystkich</EM> portw (bd ostrony
- dostp do niewaciwych portw moe wywoa najrniejsze usterki komputera).
Musisz mie uprawnienia root'a aby wywoa <CODE>iopl()</CODE>. Po szczegly
zajrzyj do podrcznika systemowego man: <CODE>iopl(2)</CODE>
<P>Teraz waciwy dostp do portw.. Aby odczyta bajt (8 bitw) z
portu, wywoaj funkcj <CODE>inb(port)</CODE>, zwraca ona odczytan warto. 
Aby zapisa bajt do portu wywoaj <CODE>outb(warto,port)</CODE> (zwr uwag na kolejno argumentw)
Aby odczyta sowo (16 bitw) z portw <CODE>x</CODE> i <CODE>x+1</CODE> (jeden bajt z kadego czone
w sowo za pomoc asemblerowej instrukcji <CODE>inw</CODE>) wywoaj <CODE>inw(x)</CODE> Aby zapisa
sowo do tych dwch portw uyj <CODE>outw(warto,x)</CODE> Jeli nie jeste pewien
ktrej instrukcji uy (operujcej bajtem czy sowem) prawdopodobnie bdziesz
chcia uy <CODE>inb()</CODE> i <CODE>outb()</CODE> - wikszo urzdze zaprojektowana jest z
bajtowo-zorientowanym dostpem do portw. 
Zauwa, e wykonanie kadej instrukcji operujcej na portach zajmuje co najmniej mikrosekund.
<P>Makra <CODE>inb_p()</CODE>,<CODE>outb_p()</CODE>,<CODE>inw_p()</CODE> i <CODE>outw_p()</CODE> dziaaj identycznie z tymi
powyej ale dodatkowo wykonuj opnienie (okoo 1 mikrosekundy) po dostpie
do portu. Moesz spowodowa e opnienie bdzie wartoci ok 4 mikrosekund
jeli zrobisz <CODE>#define REALLY_SLOW_IO</CODE> zanim wczysz <CODE>&lt;asm/io.h&gt;</CODE>
Makra te zwykle (chyba e zrobisz <CODE>#define SLOW_IO_BY_JUMPING</CODE>, ktre jest raczej
mniej dokadne) uywaj zapisu do portu 0x80 zby uzyska opnienie, wobec
czego musisz najpierw da dostp do portu 0x80 za pomoc <CODE>ioperm()</CODE>. Zapisy
do portu 0x80 nie powinny mie wpywu na adn czs systemu. Jeli chcesz
pozna bardziej wszechstronne metody dostpu do portw czytaj dalej.
<P>W stosunkowo nowych dystrybucjach podrcznika systemowego man znajduj
si strony <CODE>ioperm(2)</CODE>, <CODE>iopl(2)</CODE> oraz powyszych makr.
<P>
<H2>2.2 Metoda alternatywna: /dev/port</H2>

<P>Innym sposobem dostpu do rejestrw I/O jest otworzenie urzdzenia 
<CODE>/dev/port</CODE> do zapisu lub/i odczytu za pomoc funkcji <CODE>open()</CODE> 
(<CODE>/dev/port</CODE> to urzdzenie znakowe, numer gwny 1, poboczny 4)
(Funkcje <CODE>f*()</CODE> z biblioteki stdio maj wewntrzne buforowanie wic ich unikaj) 
Nastpnie wywoaj <CODE>lseek()</CODE> do odpowiedniego bajtu w tym pliku 
(pozycja 0 = port 0x00 pozycja 1 = port 0x01 itd) i czytaj (<CODE>read()</CODE>) 
lub zapisuj (<CODE>write()</CODE>) bajt lub sowo.
<P>Oczywicie aby to zadziaao twj program musi mie moliwoc czytania i zapisywania do <CODE>/dev/port.</CODE>
Metoda ta jest prawdopodobnie wolniejsza od metody normalnej pokazanej powyej 
ale nie potrzebuje ani optymalizacji programu ani wywoywania <CODE>ioperm()</CODE>. 
Nie potrzebuje te uprawnie root'a jeli nadasz zwykym uytkownikom lub jakiej 
grupie prawa dostpu do <CODE>/dev/port</CODE> - jest to jednak nieporzdane z punktu widzenia 
bezpieczestwa systemu, jako e moliwe jest wtedy uszkodzenie systemu, 
a moe nawet zdobycie przywilejw root'a przez bezporedni dostp 
za pomoc <CODE>/dev/port</CODE> do dyskw, kart sieciowych itp.
<P>
<H2><A NAME="s3">3. Przerwania (IRQ) oraz dostp DMA</A></H2>

<P>Nie mona bezporednio korzysta z IRQ lub DMA w programach uytkownika. 
Musisz napisa sterownik/modu do jdra; zajrzyj do 
<A HREF="http://www.redhat.com:8080/HyperNews/get/khg.html">The Linux Kernel Hacker's Guide</A> 
po szczegy a take do rde jdra po przykady.
W programach uytkownika nie mona te przerwa wycza. 
<P>
<H2><A NAME="s4">4. Mierzenie czasu z du dokadnoci</A></H2>

<H2>4.1 Opnienia</H2>

<P>Przede wszystkim trzeba stwierdzi e z powodu wielozadaniowej natury Linuxa 
nie mona zagwarantowa e procesy w trybie uytkownika bd mie dokadn 
kontrol czasu. Twj proces moe zosta rozpoczty w kadej chwili i moe mu to 
zaj od 10 milisekund do kilku sekund (na bardzo obcionych systemach). Jednake, 
dla wikszoci aplikacji uywajcych portw I/O nie ma to wikszego znaczenia. 
Aby zminimalizowa to zjawisko moesz nada swemu procesowi wyszy priorytet 
(zobacz <CODE>nice(2)</CODE> w podrczniku man) lub uywa zarzdzania procesami w czasie rzeczywistym 
(patrz niej) 
<P>Jeli chcesz berdziej precyzyjnie odmierza czas ni pozwalaj ci na to procesy 
w trybie uytkownika, moesz skorzysta ze wsparcia dla procesw uytkownika 
w czasie rzeczywistym. Jdra 2.x.x maj niewielkie wsparcie dla czasu rzeczywistego; 
zobacz <CODE>sched_setscheduler(2)</CODE> w podrczniku man. Jest rwnie specjalne jdro ktre ma 
zaawansowane wsparcie dla czasu rzeczywistego. Zobacz 
<A HREF="http://luz.cs.nmt.edu/~rtlinux">http://luz.cs.nmt.edu/~rtlinux</A> 
aby uzyska wicej informacji na ten temat.
<P>
<H3>Opnianie za pomoc funkcji sleep() i usleep()</H3>

<P>Zacznijmy teraz od atwiejszych wywoa. Jeli chcesz opnie rzdu sekund to 
najpewniej jest uy <CODE>sleep()</CODE>. Dla opnie rzdu przynajmniej dziesitek milisekund 
(10ms wydaje si by najmniejszym moliwym opnieniem) powiniene uy <CODE>usleep()</CODE>. 
Funkcje te oddaj czas innym procesom a wic czas procesora nie jest marnowany. Zajrzyj 
do <CODE>sleep(3)</CODE> i <CODE>usleep(3)</CODE> w podrczniku man po szczegy dotyczce tych funkcji.
<P>Jeli potrzebujesz opnie mniejszych ni 50 milisekund (w zalenoci od prdkoci 
procesora i samego komputera oraz obcienia systemu) oddawanie czasu procesora 
zajmuje zbyt wiele czasu poniewa linuxowy zarzdca procesw (w architekturze x86) 
zwykle zabiera okoo 10-30 milisekund zanim zwrci kontrol do twojego procesu. 
Z tego powodu dla maych opnie <CODE>usleep()</CODE> zwykle opnia o troch wicej czasu ni 
podajesz w parametrze a przynajmniej okoo 10 ms.
<P>
<H3>Opnianie za pomoc funkcji nanosleep()</H3>

<P>W serii jder 2.0.x znajduje si nowa funkcja systemowa <CODE>nanosleep()</CODE> 
(zobacz <CODE>nanosleep(2)</CODE> w podrczniku man) ktra pozwala opnia lub zatrzymywa 
proces na krtkie okresy czasu (kilka mikrosekund lub wicej).
<P>Dla uzyskania opnie &lt;=2ms, jeli (i tylko wtedy) twj proces jest ustawiony na zarzdzanie z wsparciem dla czasu rzeczywistego 
(poprzez <CODE>sched_setscheduler()</CODE>), <CODE>nanosleep()</CODE> uywa ptli opniajcej; w przeciwnym razie zatrzymuje 
proces tak jak <CODE>usleep()</CODE>.
<P>Ptla opniajca uywa <CODE>udelay()</CODE> (wewntrznej funkcji jdra utwanej przez wiele jego moduw) 
a dugo ptli jest obliczana na podstawie wartoci BogoMips 
(prdko tego rodzaju ptli opniajcej jest jedn z rzeczy ktr BogoMips dokadnie 
mierzy) Zobacz <CODE>/usr/include/asm/delay.h</CODE> po szczegy odnonie dziaania tego mechanizmu.
<P>
<H3>Opnianie za pomoc operacji I/O na porcie</H3>

<P>Inn metod opniania o niewielkie iloci mikrosekund s operacje I/O na portach. 
Czytanie/zapisywanie jakiegokolwiek bajtu z/do portu 0x80 (patrz wyej jak to si robi) 
powinno da opnienie prawie dokadnie 1 mikrosekundy bez wzgldu na typ procesora 
i jego prdko. Moesz tak robi wiele razy aby uzyska opnienie rzdu kilku mikrosekund. 
Sposb ten nie powinien wywoywa adnych szkodliwych efektw ubocznych na adnym standardowym 
komputerze (nawet niektre moduy jdra go uywaj). W ten sposb uzyskuj opnienie funkcje 
<CODE>{in|out}[bw]_p()</CODE> (zobacz <CODE>asm/io.h</CODE>).
<P>W zasadzie, instrukcje I/O na wikszoci portw w obszarze 0-0x3ff zbieraj prawie 
dokadnie 1 mikrosekund, wic jeli na przykad uywasz bezporednio portu rwnolegego 
po prostu wykonaj kilka razy <CODE>inb()</CODE> z tego portu aby uzyska opnienie.
<P>
<H3>Opnianie za pomoc instrukcji asemblerowych </H3>

<P>Jeli znasz typ procesora i prdkoc zegara w komputerze na ktrym bdzie dziaa 
twj program, moesz na stae uzyska krtsze opnienia poprzez zastosowanie pewnych 
rozkazw asemblerowych (pamitaj jednak e twj proces moe si zacz w dowolnym momencie 
wobec czego opnienia te mog by wiksze od czasu do czasu) W tabeli poniej wewntrzna 
prdko procesora okrela liczb cykli np dla procesora 50MHz (np. 486DX-50 lub 486DX2-50) 
jeden cykl zegara zajmuje 1/50000000 sekundy. (200 nanosekund).
<BLOCKQUOTE><CODE>
<PRE>
Instrukcja   cykle zegara na 386    cykle zegara na 486
nop                   3                   1
xchg %ax,%ax          3                   3
or %ax,%ax            2                   1
mov %ax,%ax           2                   1
add %ax,0             2                   1
</PRE>
</CODE></BLOCKQUOTE>

(Przykro mi ale niewiele wiem o Pentium. Pewnie podobnie do 486. Nie mog znale adnej 
instrukcji ktra zajmowaa by tylko jeden cykl zegara na 386. Jeli moesz, uywaj 
instrukcji jednocyklowych, w przeciwnym razie architektura potokowa (pipelining) 
uywana w nowoczesnych procesorach moe da jeszcze krtsze czasy)
<P>Rozkazy <CODE>nop</CODE> i <CODE>xchg</CODE> z tabeli powyej nie powinny powodowa adnych skutkw ubocznych. Reszta 
moe modyfikowa rejestr znacznikw ale nie powinno mie to znaczenia bo gcc powinno 
to wykry. Uycie <CODE>nop</CODE> jest dobrym wyborem.
<P>Aby skorzysta z powyszego, trzeba w swoim programie wywoa funkcj 
<CODE>asm(&quot;instrukcja&quot;)</CODE> Skadnia instrukcji jest taka sama jak w tabeli powyej. Jeli 
chcesz uy kilku instrukcji w jednym wywoaniu funkcji <CODE>asm</CODE> rozdziel je rednikami. 
Na przykad <CODE>asm(&quot;nop ; nop ; nop ; nop&quot;)</CODE> wywoa cztery razy instrukcj <CODE>nop</CODE> opniajc 
nasz program o 4 cykle na 486 lub Pentium (lub 12 cykli na 386)
<P>Funkcja <CODE>asm()</CODE> jest przez gcc tumaczona na wstawk w asemblerze a wic nie ma zagroenia 
przekroczenia limitu wywoa funkcji.
<P>Opnienia krtsze ni jeden cykl zegara nie s moliwe w architekturze Intel i386.
<P>
<H3>Instrukcja rdtsc w Pentium</H3>

<P>Jeli masz Pentium, moesz odczyta ilo cykli zegara ktre upyny od ostatniego 
uruchomienia komputera. Robi si to za pomoc takiego kodu w C:
<BLOCKQUOTE><CODE>
<HR>
<PRE>
   extern __inline__ unsigned long long int rdtsc()
   {
     unsigned long long int x;
     __asm__ volatile (".byte 0x0f, 0x31" : "=A" (x));
     return x;
   }
</PRE>
<HR>
</CODE></BLOCKQUOTE>

Moesz odczytywa t warto w celu opniania o dowoln ilo cykli.
<P>
<P>
<H2>4.2 Mierzenie czasu</H2>

<P>Dla czasw rzdu sekundy prawdopodobnie najatwiej bdzie uy funkcji <CODE>time()</CODE>. 
Dla bardziej dokadnych pomiarw: <CODE>gettimeofday()</CODE> jest dokadne co do mikrosekundy 
(ale zobacz wyej o zarzdzaniu procesami) Dla Pentium fragment kodu <CODE>rdtsc</CODE> powyej 
jest dokadny co do cykla zegarowego.
<P>Jeli chcesz aby twj proces dostawa jaki sygna po jakim czasie, uyj <CODE>settimer()</CODE> 
lub <CODE>alarm()</CODE>. Zajrzyj do stron podrcznika man dotyczcych tych funkcji.
<P>
<H2><A NAME="s5">5. Inne jzyki programowania</A></H2>

<P>Opis powyej koncentruje si na jzyku C. Powinien bezporednio odnoi si te do 
C++ i Objective C. W asemblerze musisz wywoa <CODE>ioperm()</CODE> lub <CODE>iopl()</CODE> tak jak w C 
ale potem moesz ju uywa instrukcji czytania/zapisywania portw bezporednio.
<P>W innych jzykach, jeli nie moesz wstawia do programu wstawek w asemblerze 
lub C bd jeli nie moesz uy funkcji systemowych opisanych powyej, najatwiej 
bdzie napisa osobny program w C ze wszystkimi operacjami na portach I/O i wszystkimi 
opnieniami ktrych potrzbujesz po czym skompilowa go i zlinkowa z reszt twojego 
programu. Moesz te uy <CODE>/dev/port</CODE> jak to opisano powyej.
<P>
<H2><A NAME="s6">6. Niektre przydatne porty</A></H2>

<P>Teraz troch informacji programistycznych dotyczcych zwykych portw ktre mog 
by bezporednio uyte do operacji I/O w logice TTL (lub CMOS).
<P>Jeli chcesz uywa tych lub innych zwykych portw zgodnie z ich normalnym przeznaczeniem 
(np chcesz sterowa normaln drukark bd modemem) powiniene najpewniej uy istniejcych 
sterownikw (zwykle doczonych do jdra) zamiast programowa porty bezporednio 
jak to opisuje ten dokument. Ten rozdzia jest dla tych ktrzy chc podczy do 
standardowych portw komputera wywietlacze LCD, silniki krokowe lub inne niestandardowe 
urzdzenia elektroniczne.
<P>Jeli chcesz sterowa jakim urdzeniem produkowanym na rynek masowy, np. skanerem 
(ktre to urzdzenie jest ju na rynku jaki czas) poszukaj raczej istniejcego 
sterownika Linuxowego. Dobrym miejscem aby zacz jego poszukiwania jest 
<A HREF="ftp://ftp.icm.edu.pl/sunsite/pub/Linux/docs/HOWTO/Hardware-HOWTO">Hardware-HOWTO</A><P>
<A HREF="http://www.hut.fi/Misc/Electronics">www.hut.fi/Misc/Electronics</A> 
jest dobrym rdem informacji dotyczcych podczania urzdze do komputera 
(jak i samej elektroniki w ogle)
<P>
<H2>6.1 Port rwnolegy</H2>

<P>Adres bazowy portu rwnolegego (zwany poniej <CODE>>BASE</CODE>) to 
0x3bc dla <CODE>/dev/lp0</CODE>, 0x378 dla <CODE>/dev/lp1</CODE> i 0x278 dla <CODE>/dev/lp2</CODE>. 
Jeli chcesz sterowa tylko czym co dziaa jak normalna drukarka powiniene 
zapozna si z 
<A HREF="ftp://ftp.icm.edu.pl/sunsite/pub/Linux/docs/HOWTO/Printing-HOWTO">Printing-HOWTO</A>.
<P>Oprcz standardowego trybu tylko-do-zapisu opisanego powyej, w wikszoci
portw rwnolegych istnieje jeszcze rozszeony tryb dwukierunkowy. Po
informacje na ten temat oraz na temat nowych trybw ECP/EPP (jak i samego
standardu IEEE 1284 w ogle) zajrzyj na 
<A HREF="http://www.fapo.com">http://www.fapo.com</A> oraz na 
<A HREF="http://www.senet.com.au/~cpeacock/parallel.htm">http://www.senet.com.au/~cpeacock/parallel.htm</A> 
Pamitaj, e skoro nie moesz uywa DMA i IRQ w programach uytkownika, aby uy 
trybw ECP/EPP bdziesz prawdopodobnie musia napisa wasny sterownik do jdra. 
Zdaje si, e kto ju pisze taki sterownik ale nie znam szczegw.
<P>Port <CODE>BASE+0</CODE> (port danych) kontroluje sygnay danych portu (D0 do D7 dla bitw od 0 do 7) 
Stany: 0=niski (0 V), 1=wysoki (5 V). Zapis do tego portu zatrzaskuje dane na pinach. 
Odczyt zwraca ostatnio zapisan dan w trybie normalnym bd rozszeonym lub dane z innego 
urzdzenia w rozszeonym trybie odczytu.
<P>Port <CODE>BASE+1</CODE> (port statusu) jest tylko-do-odczytu i zwraca stan poniszych sygnaw 
wejsciowych.
<UL>
<LI>Bity 0 i 1 s zarezerwowane.</LI>
<LI>Bit 2  Status IRQ (nie jest to sygna z pina - nie wiem w jaki sposb to dziaa)</LI>
<LI>Bit 3  ERROR (1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 4  SLCT  (1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 5  PE    (1=stan wysoki) </LI>
<LI>Bit 6  ACK   (1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 7  -BUSY (0=stan wysoki)</LI>
</UL>

(Nie jestem pewien stanw tych bitw.)
<P>Port <CODE>BASE+2</CODE> (Port kontrolny) jest tylko do zapisu (odczyt zwraca ostatnio zapisan warto) 
i kontroluje ponisze sygnay kontrolne:
<UL>
<LI>Bit 0 -STROBE (0=stan wysoki) </LI>
<LI>Bit 1 AUTO_FD_XT (1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 2 -INIT (0=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 3 SLCT_IN (1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 4 gdy ustawiony na 1 - wcza IRQ portu rwnolegego (co ma miejsce przy przejsciu sygnau ACK ze stanu niskiego do wysokiego)</LI>
<LI>Bit 5 kontroluje kierunek danych w trybie rozszeonym (0 = zapis, 1 = odczyt) i jest cakowicie tylko-do-zapisu. (Odczyt nie zwraca niczego uytecznego dla tego bitu). </LI>
<LI>Bity 6 i 7 s zarezerwowane.</LI>
</UL>

(Znowu nie jestem pewien stanw.)
<P>Rozkad wyprowadze. (25 pinowe eskie gniazdo typu D) (i=wejscie, o=wyjscie):
<BLOCKQUOTE><CODE>
<PRE>
1io -STROBE, 2io D0, 3io D1, 4io D2, 5io D3, 6io D4, 7io D5, 8io D6,
9io D7, 10i ACK, 11i -BUSY, 12i PE, 13i SLCT, 14o AUTO_FD_XT,
15i ERROR, 16o -INIT, 17o SLCT_IN, 18-25 Ground
</PRE>
</CODE></BLOCKQUOTE>
<P>Specyfikacja IBM twierdzi e piny 1,14,16 i 17 (wyjscia kontrolne) maj otwarte kolektory 
podpite do +5V przez 4.7 kiloomowe oporniki (dostarcza 20 mA, pobr 0.55 mA, 
wyjscie w stanie wysokim +5V minus to co podpite) Reszta pinw pobiera 24 mA, 
dostarcza 15 mA a wyjscie w stanie wysokim to minimum 2.4V. Stan niski dla wszystkich 
to maximum 0.5V. Porty rwnolege inne ni IBM prawdopodobnie odbiegaj od tego standardu. 
Po wicej informacji na ten temat zajrzyj na 
<A HREF="http://www.hut.fi/Misc/Electronics/circuits/lptpower.html">http://www.hut.fi/Misc/Electronics/circuits/lptpower.html</A><P>Na koniec jeszcze ostrzeenie: Uwaaj z uziemieniem. Zepsuem ju par portw przez 
podczanie si do nich gdy komputer by wczony. Dobrze jest w takim wypadku uywa 
portw rwnolegych nie zintegrowanych z pyt gwn (zwykle mona doda drugi port 
rwnolegy do komputera za pomoc taniej standardowej karty I/O (tzw ajoki - tum); 
po prostu wycz porty ktrych nie potrzebujesz i ustaw adres portu na karcie IO 
na jaki wolny adres. Nie musisz si martwi o IRQ dla portu rwnolegego gdy 
normalnie si go nie uywa) 
<P>
<H2>6.2 Port joysticka/Port gier</H2>

<P>Port gier jest umieszczony pod adresami 0x200-0x207. Jeli chcesz kontrolowa normalny 
joystick to jest do tego specjalny sterownik w jdrze, zobacz 
<A HREF="ftp://sunsite.icm.edu.pl/sunsite/pub/Linux/kernel/patches">ftp://sunsite.icm.edu.pl/sunsite/pub/Linux/kernel/patches</A>
Plik nazywa si joystick-*.
<P>Rozkd wyprowadze od stony portu (15-pinowe eskie gniazdo typu D-shell):
<UL>
<LI>piny 1,8,9,15: +5 V (zasilanie)</LI>
<LI>piny 4,5,12: Masa</LI>
<LI>piny 2,7,10,14: Wejscia cyfrowe (Odpowiednio: BA1, BA2, BB1, i BB2)</LI>
<LI>piny 3,6,11,13: Wejscia ``analogowe'' (Odpowiednio: AX, AY, BX, i BY)</LI>
</UL>
<P>Piny +5V zwykle s podczane bezporednio do linii zasilania na pycie 
gwnej, wic, w zalenoci od pyty, zasilacza i portu ,powinny dawa cakiem 
sporo mocy.
Cyfrowe wejcia s uywane dla przyciskw joystickw ktre moesz 
sobie podczy do portu (joystick A i B, dwa przyciski kady)
Wejcia te powinny by na poziomach TTL a ich stan moesz odczyta z portu 
statusu (zobacz poniej) Prawdziwy joystick zwraca stan niski (0V) kiedy przycisk
jest nacinity a stan wysoki (+5V z pinw zasilajcych przez jednokiloomowy rezystor) 
kiedy jest zwolniony.   
<P>Tak-zwane wejcia analogowe w istocie mierz opr. Port joysticka ma 
przyczony do tych 4 wej poczwrny multiwibrator (quad one-shot multivibrator)
(scalak 558) Na kadym wejciu mamy rezystor 2.2k pomidzy pinem  a wejciem 
multiwibratora oraz kondensator 0.01uF pomidzy wyjciem multiwibratora a mas.
Prawdziwy joystick ma jeszcze potencjometr dla kadej z osi (X i Y) umieszczony 
pomidzy +5V a waciwym pinem wejsiowym (AX lub AY dla joysticka A oraz BX lub BY
dla joysticka B)  
<P>Kiedy jest aktywny, multiwibrator ustawia swoje wyjcia w stan wysoki (5V)
i oczekuje a kady z kondensatorw osignie 3.3V po czym ustawia w stan niski
odpowiednie linie wyjciowe. Dlatego wanie czas trwania okresu kiedy 
multivibrator jest w stanie wysokim jest proporcjonalny do oporu potencjometru joysticka.
(czyli pozycji joysticka na odpowiedniej osi) Relacja wyglda tak:
<BLOCKQUOTE>
R = (t - 24.2) / 0.011,
</BLOCKQUOTE>

gdzie R to opr potencjometru w omach a t to czas trwania stanu wysokiego w sekundach.
<P>Wobec tego aby odczyta wejia analogowe musisz najpierw uaktywni 
multiwibrator (za pomoc zapisu do odpowiedniego portu - patrz niej)
po czym odczytywa stan czterech osi (za pomoc nastpujcych po sobie odczytw z portw)
a zmieni stan z wysokiego na niski po czym mierzysz czas trwania stanu wysokiego.
Odczytywanie takie zuywa sporo czasu procesora, co w systemie wielozadaniowym takim jak Linux
nie bdcym systemem czasu rzeczywistego powoduje niedokdno rezultatw gdy
nie mona odczytywa portu stale (chyba e uyjesz sterownika niskopoziomowego i wyczysz przerwania 
na czas odczytw - ale to zabiera jeszcze wicej czasu procesora).
Jeli wiesz e przejcie do stanu niskiego zajmie sygnaowi duzy czas (rzdu 10 ms)
moesz uy usleep() przed odczytem oddajc w ten sposb czas procesora innym 
procesom.
<P>Jedynym portem do ktrego potrzebujesz mie dostp to port 0x201 (inne porty
zachowuj si identycznie bd nie robi nic). Kady zapis (nie wane czego) do tego portu 
uaktywnia multiwibrator. Odczyt z tego portu zwraca stan poszczeglnych sygnaw wejciowych.
<P>
<UL>
<LI>Bit 0: AX (stan (1=stan wysoki) wyjia  multiwibratora)</LI>
<LI>Bit 1: AY (stan (1=stan wysoki) wyjia  multiwibratora)</LI>
<LI>Bit 2: BX (stan (1=stan wysoki) wyjia  multiwibratora)</LI>
<LI>Bit 3: BY (stan (1=stan wysoki) wyjia  multiwibratora)</LI>
<LI>Bit 4: BA1 (wejie cyfrowe, 1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 5: BA2 (wejie cyfrowe, 1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 6: BB1 (wejie cyfrowe, 1=stan wysoki)</LI>
<LI>Bit 7: BB2 (wejie cyfrowe, 1=stan wysoki)</LI>
</UL>
<P>
<P>
<H2>6.3 Port szeregowy</H2>

<P>Jeli urzdzenie z ktrym si komunikujesz przypomina co co dzia jak RS-232
mosz do tego celu uy portu szeregowego.
Linuxowy sterownik portu szeregowego powinien wystarczy w prawie wszystkich
zastosowaniach (nie powinienne mie potrzeby programowa port bezporednio, a nawet jeli
chciaby to robi prawdopodobnie musiaby napisa wasny modu do jdra.)
Sterownik Linuxowy jest cakiem wszechstronny a wic uywanie na przykad niestandardowych 
prdkoci portu nie powinno by problemem.
<P>Jeli chcesz dowiedzie si wicej o programowaniu portu szeregowego w Linuxie
zobacz stron <CODE>termios(3)</CODE> w podrczniku systemowym man, rda sterownika (<CODE>linux/drivers/char/serial.c</CODE>), i 
<A HREF="http://www.easysw.com/~mike/serial/index.html">http://www.easysw.com/~mike/serial/index.html</A>.
<P>
<P>
<H2><A NAME="s7">7. Porady</A></H2>

<P>Jeli zaley Ci na dobrej obsudze analogowej transmisji I/O, moesz 
podczy do portu rwnolegego przetworniki analogowo-cyfrowe bd cyfrowo-analogowe
(ADC,DAC).(Podpowied: we zasilanie z portu joysticka bd z wolnej wtyczki zasilania
dysku twardego wyprowadzonej na zewntrz obudowy, chyba e masz urzdzenie nie 
wymagajce duej mocy, wtedy moesz wzi zasilanie z samego portu. Moesz te
uy zewntrznego zasilacza.) Moesz te kupi kart przetwornikw analogowo-cyfrowych 
i cyfrowo analogowych (AD/DA) (wikszo starszych/wolniejszych takich kart jest 
sterowana za pomoc portw I/O) Jeli nie przeszkadza ci ma ilo kanaw (1 lub 2)
niedokadno oraz (moliwe) ze zerowanie, dobra (i szybka) bdzie tania karta dwikowa wspierana przez 
Linuxowy sterownik.
<P>W czuych urzdzeniach analogowych niewaciwe uziemienie mo spowodowa
bdy na wejciach bd wyjciach. Jeli przytrafi Ci si co takiego, moesz 
sprbowa odizolowa elektrycznie urzdzenie od komputera przez uycie transoptorw
(optocouplers) na <EM>wszystkich</EM> sygnaach pomidzy Twoim urzdzeniem a komputerem.
Aby zapewni lepsz izolacj zasilanie do transoptorw sprbuj wzi z komputera (wolne sygnay na porcie 
mog da wystarczajc ilo mocy)
<P>Jeli szukasz oprogramowania do projektowania pytek drukowanych na Linuxa
to jest darmowa aplikacja ktra nazywa si Pcb i powinna sprawia si dobrze,
przynajmniej wtedy kiedy nie robisz czego bardzo skomplikowanego. Zaczona jest ona
do wielu dystrybucji Linuxa a dostpna na 
<A HREF="ftp://sunsite.icm.edu.pl/pub/Linux/sunsite/apps/circuits/">ftp://sunsite.icm.edu.pl/pub/Linux/sunsite/apps/circuits/</A> (plik
<CODE>pcb-*</CODE>).
<P>
<P>
<H2><A NAME="s8">8. W razie kopotw</A></H2>

<P>
<DL>
<DT><B>P1.</B><DD><P>Dostaje bd segmentacji pamici kiedy dobieram si do portw
<P>
<DT><B>O1.</B><DD><P>Albo twj program nie ma uprawnie root'a bd wywoanie
<CODE>ioperm()</CODE> nie powiodo si z jakiego innego powodu.
Sprawd warto powrotn funkcji <CODE>ioperm()</CODE>. Sprawd rwnie czy rzeczywiie 
operujesz na portach do ktrych uzyskae dostp za pomoc <CODE>ioperm()</CODE> (zobacz P3). 
Jeli uywasz makr opniajcych (<CODE>inb_p()</CODE>, <CODE>outb_p()</CODE>, itd), pamitaj aby
wywoa <CODE>ioperm()</CODE> rwnie wtedy jeli chcesz uzyska dostp do portu 0x80
<P>
<DT><B>P2.</B><DD><P>Nie mog nigdzie znale deklaracji funkcji <CODE>in*()</CODE>, <CODE>out*()</CODE> 
i gcc narzeka na niezdefiniowane referencje.
<P>
<DT><B>O2.</B><DD><P>Nie kompilowae z wczon optymalizacj (<CODE>-O</CODE>),
i w ten sposb gcc nie mg odnale makr w katalogu <CODE>asm/io.h</CODE>. Albo
nie wczye w ogle <CODE>&lt;asm/io.h&gt;</CODE> do swojego programu.
<P>
<DT><B>P3.</B><DD><P>Wywonie <CODE>out*()</CODE> nie robi nic bd robi co dziwnego.
<P>
<DT><B>O3.</B><DD><P>Sprawd kolejno parametrw; powinno by 
<CODE>outb(warto, port)</CODE>, a nie <CODE>outportb(port, warto)</CODE> co jest popularne w MS-DOS.
<P>
<DT><B>P4.</B><DD><P>Chc sterowa standardowym urzdzeniem RS-232/portem rwnolegym/drukark/joystickiem
<P>
<DT><B>O4.</B><DD><P>Lepiej bdzie jak uyjesz istniejcych sterownikw z jdra, X serwera lub czego innego.
Sterowniki te s zazwyczaj dosy wszechstronne wic nawet lekko niestandardowe 
urzdzenia z nimi wsppracuj. Zobacz wyej informacje o zwykych portach,
s tam odnoniki do stosownej dokumentacji.
<P>
</DL>
<P>
<P>
<H2><A NAME="s9">9. Przykadowy program</A></H2>

<P>Oto kawaek prostego przykadowego programu demonstrujcego dostp do
rejestrw I/O.
<P>
<BLOCKQUOTE><CODE>
<HR>
<PRE>
/*
 * example.c: bardzo prosty przykad dostpu do portw I/O
 *
 * Program ten nie robi nic uytecznego, zapisuje do portu, czeka i
 * odczytuje z portu. Kompilacja: gcc -O2 -o example example.c
 * Uruchamiac jako ./example bdc root'em
/ 

#include &lt;stdio.h>
#include &lt;unistd.h>
#include &lt;asm/io.h>

#define BASEPORT 0x378 /* lp1 */

int main()
{
  /* Uzyskaj dostp do portw */
  if (ioperm(BASEPORT, 3, 1)) {perror("ioperm"); exit(1);}
  
  /* Ustaw wszystkie bity danych (D0-D7) w stan niski (0) */
  outb(0, BASEPORT);
  
  /* Zaczekaj chwilk (100 ms) */
  usleep(100000);
  
  /* Odczytaj z rejestru statusowego (BASE+1) i wywietl rezultat */
  printf("status: %d\n", inb(BASEPORT + 1));

  /* Ju nie potrzebujemy portw */
  if (ioperm(BASEPORT, 3, 0)) {perror("ioperm"); exit(1);}

  exit(0);
}
/* koniec example.c */
</PRE>
<HR>
</CODE></BLOCKQUOTE>
<H2><A NAME="s10">10. Wyrazy uznania</A></H2>

<P>Pomogo mi zbyt wiele osb aby je tutaj wszystkie wymieni, 
ale wszystkim bardzo dzikuj. Nie odpowiedziaem im wszystkim; 
przepraszam za to i jeszcze raz dziki za pomoc.
<H2><A NAME="s11">11. Od tumacza</A></H2>

<P>Niniejsze tumaczenie objte jest prawami autorskimi Michaa Szwaczko. 
Dozwolone jest rozpowszechnianie i dystrybucja na prawach takich samych jak
dokument oryginalny.(Zobacz HOWTO-Copyright)
<P>Zmiany wprowadzone przeze mnie do dokumentu polegaj na zastpieniu adresw 
niektrych serwerw ftp przez ich mirrory w Polsce.
<P>Zdaj sobie spraw e tumaczenie nie jest wolne od wad i bdw. Jeli znajdziesz 
jakie, prosz napisz do mnie:<BR>
michalsz@lena.zsg.lublin.pl
<P>Oficjaln stron grupy tumaczy HOWTO jest http://www.jtz.org.pl 
</BODY>
</HTML>