补充点背景知识:
(1)根据不同架构处理器,对内存的访问分为两种方式; a.x86架构,将外设和普通内存分开,通过专门的I/O指令(IN/OUT)来访问外设的寄存器,称为“I/O地址空间”或“I/O端口空间”;
b.RISC的CPU,比如ARM/PowerPC等,采用统一编制,即将所有I/O外设的内存空间看作普通内存的一部分;
(2)一般外设I/O的物理地址是已知的,但是开启MMU后,只能通过虚拟地址访问,因此需要将外设地址映射到虚拟地址;
ioremap映射函数
常用映射函数有
#define ioremap(addr, size) __ioremap((addr), (size), __pgprot(PROT_DEVICE_nGnRE))
#define ioremap_wc(addr, size) __ioremap((addr), (size), __pgprot(PROT_NORMAL_NC))
#define ioremap_np(addr, size) __ioremap((addr), (size), __pgprot(PROT_DEVICE_nGnRnE))
核心实现如下
static void __iomem *__ioremap_caller(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
pgprot_t prot, void *caller)
{
unsigned long last_addr;
unsigned long offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
int err;
unsigned long addr;
struct vm_struct *area;
/*
* Page align the mapping address and size, taking account of any
* offset.
*/
phys_addr &= PAGE_MASK;
size = PAGE_ALIGN(size + offset); ///物理地址页对齐
/*
* Don't allow wraparound, zero size or outside PHYS_MASK.
*/
last_addr = phys_addr + size - 1;
if (!size || last_addr < phys_addr || (last_addr & ~PHYS_MASK))
return NULL;
/*
* Don't allow RAM to be mapped.
*/
if (WARN_ON(pfn_valid(__phys_to_pfn(phys_addr))))
return NULL;
area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller); ///获得一个vma区
if (!area)
return NULL;
addr = (unsigned long)area->addr;
area->phys_addr = phys_addr;
///物理地址映射到vmalloc区
err = ioremap_page_range(addr, addr + size, phys_addr, prot);
if (err) {
vunmap((void *)addr);
return NULL;
}
return (void __iomem *)(offset + addr); ///分配的地址是页对齐,加上偏移得到真实地址
}
ioremap_page_range函数
这部分跟之前普通页面映射差不多,就略过了;
建立好映射之后,应用程序可以通过虚拟地址,访问寄存器地址;