驱动笔记（5）

虚拟内存区域：是虚拟地址空间的一个同质区间，即有同样特性的连续地址范围。一个进程的内存映像由以下几部分组成：程序代码，数据，BSS和栈区域，以及内存映射区域

 

一个进程的内存区域可以通过查看 /proc/pid/maps

每一行的域为：start_endperm offset major:minor inode

 

linux内核使用结构vm_area_struct来描述虚拟内存区域，其中主要成员如下：

unsigned long vm_start 虚拟内存区域起始地址

unsigned long vm_end 虚拟内存区域结束地址

unsigned long vm_flags

 

映射一个设备是指把用户空间的一段地址关联到设备内存上。

mmap做了三件事：1.找到用户空间地址（内核完成）2.找到设备的物理地址（原理图）3.关联(通过页式管理)

mmap设备方法需要做的就是建立虚拟地址到物理地址的页表。

int（*mmap）（struct file*, struct vm_area_struct *）

建立页表有两种方法：

1.使用remap_pfn_range一次建立所有页表；

2.使用nopage VMA方法每次建立一个也表。

int remap_pfn_range(struct vm_area_struct*vma, unsigned long addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot)

vma:虚拟内存区域指针 virt_addr:虚拟地址的起始值 pfn：要映射的物理地址所在的物理页祯号，可将物理地址>>PAGE_SHIFT得到（PAGE_SHIFT为12，相当于除以4KB）

size：要映射的区域的大小  prot：VMA的保护属性

 

硬件访问

寄存器和内存的区别：寄存器和RAM主要不同在于寄存器操作由副作用（side

effect或边际效果）：读取某刻地址可能导致该地址内容变化，读中断状态寄存器，便自动清零

 

内存与IO

在X86存在IO空间（串口并口等），在32为x86

IO空间是64K，内存空间是4G，ARM，PowerPC只有内存地址空间的

 

IO端口：一个寄存器或内存位于IO空间时，称为IO端口

IO内存：一个寄存器或内存位于内存空间时，称为IO内存

 

对IO端口的操作需要按如下步骤完成：1，申请 2，访问  3，释放

申请：structresource *request_region(unsigned long first, unsigned long n,

const char *name)  从first开始的n个端口，name设备名字

系统中端口的分配情况记录在/proc/ioports中

访问：intboutb  intw outw  intl outl 

释放：voidrelease_region(unsigned long start, unsigned long n)

 

IO内存有4步：1.申请 2，映射 3，访问  4，释放

申请：structresource *request_mem_region(unsigned long start, unsigned long

len,char

*name)从start开始，长度为len字节的内存区。成功，返回非NULL，否则返回NULL。

可在/proc/iomem中列出

访问：在访问IO内存之前，必须进行物理地址到虚拟地址的转化，使用下面函数

void *ioremap（unsigned long phys_addr, unsigned long size）

访问：ioread8（void *addr） iowrite8(u8 value, void*addr)  老版本使用readb writeb

释放： 1，void iounmap(void *addr) 2,voidrelease_mem_region(unsigned long

start, unsigned long len)

 

混杂设备驱动：共享一个主设备号10，成为混杂设备

Linux内核使用struct miscdevice描述混杂设备

struct miscdevice{

       intminor;

       constchar *name;

       conststruct file_operations *fops;

       structlist_head list;

       structdevice *parent;

       structdevice *this_device;

}

使用misc_register函数来注册一个混杂设备驱动 misc_register(structmiscdevice *misc)