Linux ドライバーの I/O メモリ アクセス テクノロジー: 原理と方法

I/O メモリは Linux システムの特別な種類のメモリで、ドライバーがメモリの読み書きによって周辺機器を制御できるように、周辺機器のレジスタをマップするために使用されます。 I/O メモリ アクセスは、Linux ドライバ開発で最も一般的な操作の 1 つであり、物理アドレスと仮想アドレス、ポート マッピングとメモリ マッピング、バイト アクセスとワード アクセスなどの概念が含まれます。この記事では、Linux ドライバーの I/O メモリ アクセス技術を紹介し、その使用方法と注意事項を例を示して説明します。

ARM はメモリ空間と IO 空間を均一にアドレス指定するため、SFR の読み書きによるハードウェアの制御は、対応する SFR アドレスの読み書きによるハードウェアの制御になります。アドレスのこの部分は I/O メモリ とも呼ばれます。 x86 では、I/O アドレスとメモリ アドレスは別々にアドレス指定され、このような IO アドレスは I/O ポート と呼ばれます。この記事では、IO メモリ アクセスについてのみ説明します

IOメモリアクセスプロセス

最も重要なシステム リソースを管理し、物理アドレスをプロセスに対して透過的にするために、Linux はメモリ マッピング メカニズムを使用していることはわかっています。つまり、プロセスが物理メモリ アドレス (SFR アドレスなど) にアクセスしたい場合です。 ) の場合は、最初に仮想アドレスにマップする必要があります。

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IO メモリ アプリケーション/リターン

Linux は、IO メモリ範囲を申請および解放するための一連の関数を提供します。これら 2 つの API は、IO メモリにアクセスするときに必須ではありませんが、推奨されます。適用されたリソースが使用可能かどうかを確認し、IO アクセスの効率を向上させることができます。セキュリティが利用可能な場合、アプリケーションは成功し、使用済みとしてマークされます。このプロセスがリソースを返す前に他のドライバーの適用は失敗します。

**request_mem_region()**マクロ関数は、メモリからの n 個のメモリ アドレスに適用されます。これらのアドレスは最初から始まり、len は長く、name はデバイスの名前を表し、成功した場合は非 NULL を返し、成功した場合は NULL を返します。失敗。

リーリー

**release_mem_region()

名前が示すように、マクロ関数は request_mem_region()** によって要求された IO メモリ リソースをカーネルに返し、他のプロセスも IO メモリにアクセスできるようにします。 リーリー

IO メモリのマッピング/アンマッピング

IO リソースを申請した後の次のステップは、物理アドレスを仮想アドレスにマッピングすることです。カーネルが提供するAPIは次のとおりです

リーリー

IO メモリ アクセス API

ARM の SFR は 32bit なので、ioremap を通した後、実際に強制型変換して取得した仮想アドレスを直接読み込むこともできますが、この方法は安全性が十分ではなく、注意しないと間違ったアドレスを読み取ってしまいます。このため、カーネルには IO メモリの読み書きを行うための標準 API も提供されており、コードの安全性が高まるだけでなく、可読性も向上します。

读IO

unsigned int ioread8(void *addr)
unsigned int ioread16(void *addr)
unsigned int ioread32(void *addr)

写IO

void iowrite8(u8 val,void *addr)
void iowrite16(u8 val,void *addr)
void iowrite32(u8 val,void *addr)

读一串IO内存

void ioread8_rep(void *addr,void *buf,unsigned long len)
void ioread16_rep(void *addr,void *buf,unsigned long len)
void ioread32_rep(void *addr,void *buf,unsigned long len)

写一串IO内存

void iowrite8_rep(void *addr,const void *buf,unsigned long len)
void iowrite16_rep(void *addr,const void *buf,unsigned long len)
void iowrite32_rep(void *addr,const void *buf,unsigned long len)

复制IO内存

void memcpy_fromio(void *dest,void *source,unsigned long len)
void memcpy_toio(void *dest,void *source,unsigned long len)

设置IO内存

void memset_io(void *addr,u8 value,unsigned int len)

通过本文，我们了解了Linux驱动中的I/O内存访问技术，它们可以用来实现对外设寄存器的读写操作。我们应该根据实际需求选择合适的函数，并遵循一些基本原则，如先申请再映射，先释放再取消映射，使用正确的数据类型和大小等。I/O内存访问技术是Linux驱动开发中不可或缺的一部分，它可以实现对外设的控制和配置，也可以提升驱动程序的效率和兼容性。希望本文能够对你有所帮助和启发。

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