在编写设备驱动程序时，linux中的__iomem有啥用？

Posted 2023-02-21

【中文标题】在编写设备驱动程序时，linux中的__iomem有啥用？

【英文标题】：What is the use of __iomem in linux while writing device drivers?在编写设备驱动程序时，linux中的__iomem有什么用？

【发布时间】：2013-10-06 16:32:21

【问题描述】：

我看到__iomem用于存储ioremap()的返回类型，但是我在ARM架构中使用了u32，效果很好。

那么__iomem 在这里有什么不同呢？究竟应该在什么情况下使用呢？

【参考方案1】：

许多类型转换只会“正常工作”。但是，这不是很严格。没有什么能阻止您将 u32 转换为 u32 * 并取消引用它，但这不遵循内核 API 并且容易出错。

__iomem 是Sparse 使用的cookie，这是一个用于查找内核中可能的编码错误的工具。如果你没有在启用 Sparse 的情况下编译你的内核代码，__iomem 无论如何都会被忽略。

首先安装 Sparse，然后将 C=1 添加到您的 make 调用中。例如，在构建模块时，使用：

make -C $KPATH M=$PWD C=1 modules

---

__iomem 是这样定义的：

# define __iomem        __attribute__((noderef, address_space(2)))

为所有 I/O 访问添加（并要求）像 __iomem 这样的 cookie 是一种更严格并避免编程错误的方法。您不想使用绝对地址读取/写入 I/O 内存区域，因为您通常使用虚拟内存。因此，

void __iomem *ioremap(phys_addr_t offset, unsigned long size);

通常被调用以获取指定长度size（以字节为单位）的 I/O 物理地址 offset 的虚拟地址。 ioremap() 返回一个带有__iomem cookie 的指针，所以这个现在可以与readl()/writel() 等内联函数一起使用（尽管现在最好使用更明确的宏@987654340 @/iowrite32()，例如），它接受__iomem 地址。

此外，Sparse 使用 noderef 属性来确保您不会取消引用 __iomem 指针。取消引用应该适用于 I/O 确实是内存映射的某些架构，但其他架构使用特殊指令来访问 I/O，在这种情况下，取消引用将不起作用。

我们来看一个例子：

void *io = ioremap(42, 4);

稀疏不高兴：

warning: incorrect type in initializer (different address spaces)
    expected void *io
    got void [noderef] <asn:2>*

或者：

u32 __iomem* io = ioremap(42, 4);
pr_info("%x\n", *io);

Sparse 也不高兴：

warning: dereference of noderef expression

在最后一个示例中，第一行是正确的，因为ioremap() 将其值返回给__iomem 变量。但是，我们尊重它，我们不应该这样做。

这让 Sparse 很高兴：

void __iomem* io = ioremap(42, 4);
pr_info("%x\n", ioread32(io));

底线：总是在需要的地方使用__iomem（作为返回类型或作为参数类型），并使用 Sparse 来确保你这样做了。另外：不要取消引用 __iomem 指针。

编辑：这是一个很棒的LWN article，讲述了__iomem 的诞生以及使用它的功能。

【讨论】：

美丽的解释。这就是一些很好的参考。