ioremap()

Posted 2022-08-12 Li-Yongjun

活动地址：CSDN21天学习挑战赛

前言

之前，我们使用 devmem 命令的方式，直接操作寄存器，控制 LED 的亮灭。
今天，我们在内核中使用 ioremap() 来实现该功能。

物理地址 vs 虚拟地址

在嵌入式 Linux 中，通常会将外设的寄存器地址，映射到物理内存地址上，方便统一管理。
但是，不管是内核空间代码，还是用户空间代码，访问的都是虚拟地址

*(int *)0x87800000 = 100;

上述代码，将地址为 0x87800000 的内存赋值 100。但是，你需要知道的是，这个 0x87800000 地址，是个虚拟内存地址，它和实际物理内存地址 0x87800000 没有半毛钱关系。虚拟地址 0x87800000 会经过 mmc 映射到物理地址上，这个物理地址是多少，我们不用关心，也无法左右，可能是 0x00008888，也可能是 0x77776666，都不影响程序运行。
如果我们想要人为地和某个物理地址有联系该怎么办呢？比如说想要读写某一寄存器。这时候就要用到 ioremap() 了。

ioremap()

Linux 在 asm/io.h 中声明了 ioremap 函数，用来将 I/O 内存资源的物理地址映射到核心虚拟地址空间（内核空间：3GB~4GB）中，原型如下

#define ioremap(offset, size)		__ioremap((offset), (size), 0)
void __iomem *__ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size, unsigned long flags);

参数：
phys_addr：要映射的起始的 I/O 地址
size：要映射的空间的大小
flags：要映射的 I/O 空间和权限有关的标志

返回值：
返回映射后的内核虚拟地址（3G-4G）

接着便可以通过读写该返回的内核虚拟地址去访问这段 I/O 内存资源。

示例

led_drv.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/sched.h>
#include <asm/io.h>

#define GPIO_CLR_REG ((__u32)0x3f200028)
#define GPIO_SET_REG ((__u32)0x3f20001C)
static volatile __u32 *gpio_led_reg;

static int led_init(void)

	printk("led on\\n");

	gpio_led_reg = (__u32 *)ioremap(GPIO_CLR_REG, 4);
	writel(0x7F, gpio_led_reg);

	return 0;


static void led_exit(void)

	printk("led off\\n");

	gpio_led_reg = (__u32 *)ioremap(GPIO_SET_REG, 4);
	writel(0x7F, gpio_led_reg);


module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

Makefile

obj-m = led_drv.o

KDIR=/home/liyongjun/project/board/buildroot/RPi3/build/linux-custom
CROSS_COMPILE=/home/liyongjun/project/board/buildroot/RPi3/host/bin/arm-buildroot-linux-uclibcgnueabihf-

all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) ARCH=arm CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) modules
clean:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) ARCH=arm CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) clean

运行

编译后将 led_drv.ko 上传到树莓派，在树莓派上安装、卸载。

# insmod led_drv.ko 
[ 3168.850425] led on

# rmmod led_drv.ko 
[ 3242.458328] led off