需要了解Embeded linux的地址映射

一、板級文件

通常會由MACHINE_START到板級文件

MACHINE_START(Chipname, "Chipname")
.atag_offset 　 ?= 0x100,
.map_io 　　　 ?= Chipname_map_io,
.init_early 　　　= Chipname_init_early,
.init_irq 　　　　= Chipname_gic_init_irq,
.handle_irq 　　= gic_handle_irq,
.timer 　　　　? = &Chipname_sys_timer,
.init_machine 　= Chipname_init,
.reserve 　　　?= Chipname_reserve,
.restart 　　　 ?= Chipname_restart,
MACHINE_END

.map_io是一個函數(shù)指針，這里指定了Chipname_map_io。函數(shù)實體為：

void __init Chipname_map_io(void)

{

...

}

二、內(nèi)存映射

芯片IO口操作分為兩類：

1.寄存器與內(nèi)存統(tǒng)一編址，又稱IO內(nèi)存

2.寄存器與內(nèi)存不統(tǒng)一編址，又稱IO端口

ARM芯片基本上是統(tǒng)一編址，訪問寄存器（包括系統(tǒng)寄存器、外設(shè)寄存器、IO口寄存器等）直接訪問該地址即可。

其中linux支持的寄存器地址尋址方式為內(nèi)存映射，即將內(nèi)核內(nèi)存1G的某一些地址映射給寄存器，這樣操作內(nèi)核虛擬內(nèi)存地址就是操作寄存器。

三、映射方式

linux內(nèi)核提供的映射方式有兩種：

1.靜態(tài)映射

使用map_desc結(jié)構(gòu)體進行映射，其中map_desc結(jié)構(gòu)體為：

struct map_desc {
unsigned long virtual;　　//虛擬地址
unsigned long pfn;　　　 //__phys_to_pfn(物理地址) , 就是物理頁框號
unsigned long length;　　//長度
unsigned int type;　　　　//類型
};

舉例，填充一個映射信息結(jié)構(gòu)體，映射兩塊連續(xù)的地址空間，出現(xiàn)保留字就再映射一個，或者遇到不需要控制的地址，否則一直連續(xù)映射：

static struct map_desc Chipname_io_desc[] __initdata = {
{
.virtual = 0xFE000000,
.pfn = __phys_to_pfn(0x10000000),
.length = 0xD0000,
.type = MT_DEVICE
},
{
.virtual = 0xFE100000,
.pfn = __phys_to_pfn(0x20000000),
.length = 0x700000,
.type = MT_DEVICE
}
};

然后調(diào)用iotable_init(Chipname_io_desc, ARRAY_SIZE(Chipname_io_desc));建立映射的函數(shù)

以后直接*(volatile unsigned int *)0xFE000000就能使用了。

2.動態(tài)映射

驅(qū)動中手動映射某一個地址

#define ioremap(cookie,size) 　　　　　　 ?__arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE)
#define ioremap_nocache(cookie,size) 　　__arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE)
#define ioremap_cached(cookie,size) 　　 ?__arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE_CACHED)
#define ioremap_wc(cookie,size) 　　　　 ?__arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE_WC)
#define iounmap 　　　　　　　　　　　　? __arm_iounmap

cookie：物理地址

size：要映射的空間的大??；

返回虛擬地址

頭文件io.h

以后直接*(volatile unsigned int *)虛擬地址就能使用了。

擴展：

#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]) + __must_be_array(arr)) //include/linux/kernel.h，ARRAY_SIZE為計算數(shù)組的一維維度，計算方法為數(shù)組大小和數(shù)組單成員大小之商

#ifdef __CHECKER__
#define __must_be_array(arr) 0
#else
#define __must_be_array(a) BUILD_BUG_ON_ZERO(__same_type((a), &(a)[0])) //include/linux/compiler-gcc.h

#endif

#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) (sizeof(struct { int:-!!(e); }))?//include/linux/bug.h，BUILD_BUG_ON_ZERO的作用在于將返回值轉(zhuǎn)化為編譯錯誤信息。顯然當內(nèi)嵌函數(shù)返回值為0時，也即類型相同時，由于BUILD_BUG_ON_ZERO參數(shù)為非0而導致char[-1]而發(fā)出編譯器警告。

#ifndef __same_type
# define __same_type(a, b) __builtin_types_compatible_p(typeof(a), typeof(b))　　//include/linux/compiler.h，gcc編譯器內(nèi)嵌的函數(shù)，判斷一個變量的類型是否為某指定的類型，假如是就返回1，否則返回0。這里通過判斷指針和指針指向的第一個元素的指針是否是相同類型來判斷是否為數(shù)組。
#endif

arch/arm/mm/mmu.c

void __init iotable_init(struct map_desc *io_desc, int nr)
{
struct map_desc *md;
struct vm_struct *vm;

if (!nr)?return;

/*early_alloc_aligned

*

*/

vm = early_alloc_aligned(sizeof(*vm) * nr, __alignof__(*vm));

for (md = io_desc; nr; md++, nr--)

{

create_mapping(md, false);
vm->addr = (void *)(md->virtual & PAGE_MASK);
vm->size = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
vm->phys_addr = __pfn_to_phys(md->pfn);?
vm->flags = VM_IOREMAP | VM_ARM_STATIC_MAPPING;?
vm->flags |= VM_ARM_MTYPE(md->type);
vm->caller = iotable_init;
vm_area_add_early(vm++);
}
}

?