1、概念
內存映射I/O（MMIO）【統一編址】和端口映射I/O(PMIO)【獨立/單獨編址】是兩種互為補充的I/O方法，用於設備驅動程序和設備通信，即在CPU和外部設備之間。
（1）在MMIO中，內存和I/O設備共享同一個地址空間。 MMIO是應用得最為廣泛的一種IO方法，它使用相同的地址總線來處理內存和I/O設備，I/O設備的內存和寄存器被映射到與之相關聯的地址。當CPU訪問某個內存地址時，它可能是物理內存，也可以是某個I/O設備的內存。因此，用於訪問內存的CPU指令也可來訪問I/O設備。每個I/O設備監視CPU的地址總線，一旦CPU訪問分配給它的地址，它就做出響應，將數據總線連接到需要訪問的設備硬件寄存器。為了容納I/O設備，CPU必須預留給I/O一個地址區域，該地址區域不能給物理內存使用。
實現MMIO：內核使用ioremap()將IO設備的物理內存地址映射到內核空間的虛擬地址上； 用戶空間程序使用mmap(2)系統調用將IO設備的物理內存地址映射到用戶空間的虛擬內存地址上，一旦映射完成，用戶空間的一段內存就與IO設備的內存關聯起來，當用戶訪問用戶空間的這段內存地址范圍時，實際上會轉化為對IO設備的訪問。iowrite8(u8 value, void *addr); iowrite16/iowrite32
（2）PMIO（IO端口也可以映射到虛擬地址空間進行訪問ioport_map）。在PMIO中，內存和I/O設備有各自的地址空間。 端口映射I/O通常使用一種特殊的CPU指令，專門執行I/O操作。在Intel的微處理器中，使用的指令是IN和OUT。這些指令可以讀/寫1,2,4個字節(例如：outb, outw, outl)從/到IO設備上。I/O設備有一個與內存不同的地址空間，為了實現地址空間的隔離，要么在CPU物理接口上增加一個I/O引腳，要么增加一條專用的I/O總線。
用戶空間想訪問IO端口：必須使用ioperm和iopl系統調用(#include ) 來獲得進行操作I/O端口的權限。ioperm 為獲取單個端口的操作許可，iopl 為獲取整個I/O空間許可。這2個函數都是x86特有的。
x86 CPU的I/O空間就只有64KB（0－0xffff)。
Linux內核必須使用“資源”來記錄分配給每個硬件設備的I/O端口。資源表示某個實體的一部分，這部分被互斥地分配給設備驅動程序。在這里，資源表示I/O端口地 址的一個范圍。每個資源對應的信息存放在resource數據結構中
2、區別
（1）在MMIO中，IO設備和內存共享同一個地址總線，因此它們的地址空間是相同的；而在PMIO中，IO設備和內存的地址空間是隔離的。
（2）在MMIO中，無論是訪問內存還是訪問IO設備，都使用相同的指令（mov類型的讀寫內存的指令）；而在PMIO中，CPU使用特殊的指令訪問IO設備，在Intel微處理器中，使用的指令是IN和OUT。
（3）對MMIO操作是申請-映射-訪問-釋放（訪問流程：request_mem_region() -> ioremap() -> ioread8()/iowrite8() -> iounmap() -> release_mem_region() ）；PMIO是申請-訪問-釋放（不映射到內存空間，直接使用 intb()/outb()之類的函數來讀寫IO端口。
（4）MMIO：CPU需要截獲虛擬機訪問的具體地址，並發生了異常，從VM-mode下退出來，讓qemu繼續處理，模擬硬件的行為即可。這就是MMIO下的設備模擬過程，CPU截獲MMIO的是misconfig異常；PMIO：CPU只要截獲VM（Virtual Machine）的in、out指令，就可以知道CPU想要訪問設備，那么用軟件來模擬硬件的行為，就可以讓VM覺得自己有設備。
（5）MMIO：cat /proc/iomem命令查看外設的IO內存物理地址分布情況；PMIO：cat /proc/ioport，列出了系統所有的IO端口分布情況，注意這邊看到的地址不是物理地址，而是IO端口號的分布情況，跟物理地址沒有關系，CPU訪問外設寄存器就是通過傳入這些端口號來訪問外設寄存器的。