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Linux驱动中的I/O内存访问技术：原理与方法

王林

发布： 2024-02-11 12:10:03

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i/o内存是linux系统中一种特殊的内存，它用来映射外设的寄存器，使得驱动程序可以通过读写内存来控制外设。i/o内存的访问是linux驱动开发中最常见的操作之一，它涉及到物理地址和虚拟地址，端口映射和内存映射，字节访问和字访问等概念。在本文中，我们将介绍linux驱动中的i/o内存访问技术，并举例说明它们的使用方法和注意事项。

Linux驱动中的I/O内存访问技术：原理与方法

ARM是对内存空间和IO空间统一编址的，所以，通过读写SFR来控制硬件也就变成了通过读写相应的SFR地址来控制硬件。这部分地址也被称为I/O内存。x86中对I/O地址和内存地址是分开编址的，这样的IO地址被称为I/O端口。本文只讨论IO内存的访问

IO内存访问流程

我们知道，为了管理最重要的系统资源并让物理地址对进程透明，Linux使用了内存映射机制，就是一个进程如果想访问一个物理内存地址(eg.SFR地址)，那么首先就是将其映射成虚拟地址。

“

”

IO内存申请/归还

Linux提供一组函数用于申请和释放IO内存的范围，这两个API在访问IO内存的时候并不是必须的，但是建议使用，他们可以检查申请的资源是否可用，增加IO访问的安全性，如果可用则申请成功，并标志为已用，其他驱动想在这个进程归还资源前申请就会失败。

**request_mem_region()**宏函数向内存申请n个内存地址，这些地址从first开始，len长，name表示设备的名称，成功返回非NULL失败返回NULL。

/**
 * request_mem_region - create a new busy resource region
 * @start: resource start address
 * @n: resource region size
 * @name: reserving caller's ID string
 */

struct resource * request_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n,const char *name)

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**release_mem_region()宏函数顾名思义就是将request_mem_region()**申请的IO内存资源归还给内核以便其他进程也可以访问该IO内存。

/**
 * release_mem_region - release a previously reserved resource region
 * @start: resource start address
 * @n: resource region size
 */
void release_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n,const char *name)

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IO内存映射/去映射

申请了IO资源，接下来就是进行物理地址到虚拟地址的映射。内核提供的API如下

static inline void __iomem *ioremap(unsigned long port, unsigned long size)
static inline void iounmap(volatile void __iomem *addr)

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IO内存访问API

ARM的SFR是32bit的，我们在经过了ioremap之后其实就可以直接通过强制类型转换来读取获取的虚拟地址，但是这种方法不够安全，一不小心就会读错位，为此，内核同样提供的标准的API来读写IO内存，不但代码的安全性更高，可读性也得到了改善。

读IO

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

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写IO

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

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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)

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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)

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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)

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设置IO内存

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

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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。

以上就是Linux驱动中的I/O内存访问技术：原理与方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！