什么时候在ARM板上安装操作系统？调用端口的地址会映射到真实地址还是虚拟地址？

Posted 2023-03-29

【中文标题】什么时候在ARM板上安装操作系统？调用端口的地址会映射到真实地址还是虚拟地址？

【英文标题】：When operating system is installed on ARM board ? Calling the address of port will map to real address or virtual address?

【发布时间】：2016-08-24 13:40:51

【问题描述】：

我打算在我的 ARM 板上安装操作系统以获得额外的功能，如内存管理、文件系统等。 例如，如果我想向端口 x 写入一个值以使 LED 闪烁，我可以在没有 OS 的情况下写入 (int*)0x00458=1 。但是如果使用操作系统，如果我写相同的 (int*)0x00458=1 。 内存将是用户空间虚拟内存或实际内存地址。 抱歉，我不知道如何表达我的问题，请原谅我。 我的目标是在我的 ARM 板上安装操作系统并在不使用驱动程序库的情况下编写 LED 闪烁程序。

【问题讨论】：

如果你启用了MMU，你需要将0x00458所在的物理页面映射到你想要使用LED的程序的地址空间。然后你可以让 LED 随心所欲地闪烁。

@Bhav 还注意到大多数操作系统通常不允许用户模式应用程序使用设备 I/O，您可能需要编写内核驱动程序/模块来向用户模式应用程序公开接口

@FUZxxl 如果您知道任何链接来学习如何做这些事情，请分享。提前致谢

@AdrianoRepetti 那么这些实时应用程序如何与 RTOS 一起运行。我会得到任何现成的驱动程序吗？

你在板上安装了哪个操作系统？

【参考方案1】：

这取决于操作系统，在 linux 中，您可以使用 mmap 请求操作系统为您映射一个具有权限的孔，以便从应用层穿透到该物理地址。

Windows 有 I/O 方面的优势，并且可能是一种编写内核驱动程序以通过内存映射 I/O 进行穿透的方法。

它在很大程度上依赖于操作系统，因此您需要查看您的操作系统。您标记了 linux，所以从 mmap 开始，应该已经有一些示例说明如何在 *** 答案中执行此操作。与其他地方一样，只需要几行代码即可获取指针（请注意，请求更大的空间，例如 0x10000000 字节比 0x1000 字节更有可能获得指针）。

【讨论】：

是的，地址是虚拟的，操作系统（当然是 linux 和 windows）使用 mmu，因此您将获得一个虚拟地址，该地址映射到您所需的物理地址，并具有您的权限。请注意，如果您的东西在 0x12345678，作为 0x10000000 的 mmap，大小为 0x10000000，然后访问返回的指针+0x02345678，不要要求 0x12345678，也不要要求 4 个字节的价值。

这种方法我用过无数次了。

【参考方案2】：

因为您想将 1 写入内存，所以 (int*)0x00458=1 不正确。

你必须使用

*(volatile int*)0x00458=1 

写入内存： 使用 volatile 防止编译器优化你的代码。

这用于在端口地址 0x65 上点亮 LED，例如：

#include <stdint.h>
while (1)

    //PORTG^=1;
    *(volatile uint32_t*)0x65 ^= 1;
    //delay

无论有没有操作系统，这条指令都会编译成正确的汇编代码。 os 的唯一说明是： 如果您的 ARM CPU 已经重新映射地址，您必须找到新地址，此指令再次正确。有关您的操作系统的详细信息，您可以阅读 os 文档。 希望这会有所帮助。