内核中操作寄存器的方法

由于Linux开启了MMU，所以我们在访问寄存器时，必须要使用寄存器物理地址对应的虚拟地址来访问。

1.内核提供的读写接口

利用内核提供的寄存器读写接口会有较好的可移植性，最重要的是拥有“读写屏障”

• 何谓“读写屏障”？其有何意义？试看以下代码

#define XXX_SET   0xe0200240#define XXX_EN    0xe0200244*((volatile unsigned int *)XXX_SET) = 0xffffffff;*((volatile unsigned int *)XXX_EN) = 0xffffffff;

• 现代编译器为了提高效率，采用的乱序编译，同样，现代soc采用的是乱序执行。对于soc和编译器来说，它们判断这两个寄存器设置的先后顺序没有逻辑关系，所以上述两个寄存器的设置顺序是不定的。但是某些外设硬件来说，需要先配置再使能
• 使用内核提供的读写接口，即可保证读写寄存器的顺序不会改变。其内部的实现机制是使用了ARM指令集中的各种屏障指令

writel(0xffffffff, XXX_SET);writel(0xffffffff, XXX_EN);

• writel是内核提供的寄存器读写函数之一，writel代表的是读long，4字节（32位），writeb和writew分别代表读byte1个字节和word2个字节。其他读写函数都以此类推，至于具体参数格式都可以去看定义

2.动态映射操作寄存器

/*需要的一些定义*/#define GPJ0_REGBASE   0xe0200240static void *p_gpj0_base;/*相关资源的申请*/if (!request_mem_region(GPJ0_REGBASE, 8, "gpj0reg")){        return -EINVAL;}p_gpj0_base = ioremap(GPJ0_REGBASE, 8);/*正式操作硬件*/writel(0x11111111, p_gpj0_base + 0);writel(0xffffff00, p_gpj0_base + 4);/*相关资源的释放*/iounmap(p_gpj0_base);release_mem_region(GPJ0_REGBASE, 8);

这种方法的本质其实还是连续申请了一长段内存映射，但是没有用结构体的方式而是用了基地址+偏移量来定位地址，然后内核提供的寄存器读写接口通过这个地址来操作寄存器

• 首先定义需要用到的物理基地址，比如我们要操作GPJ0相关的寄存器，那么定义GPJ0的物理基地址#define GPJ0_REGBASE 0xe0200240。此外，我们还需要定义一个指向虚拟基地址的指针，注意类型最好是void *，具体原因在后面讲述
• 动态映射涉及到虚拟地址的申请。任何关于资源的申请和释放，顺序必须要符合“倒影式结构”，这里也不例外，操作顺序是 request_mem_region 申请-> ioremap 建立映射-> 寄存器操作 -> iounmap 解除映射-> release_mem_region 释放申请。一般来说，申请和释放操作分别放在open和release函数内比较好
• 记得申请的时候长度设置为自己需要的寄存器量占的地址大小
• 最值得注意的是指针的加法，前面说到虚拟基地址指针应该定义为void 。原因是这样就能直接加上地址偏移量了。比如+4就是定位到偏移量为4的地址处。但是如果基地址指针应该定义为unsigned int ，那么偏移量就不能直接加上去了因为unsigned int *类型的指针+1，其实就相当于地址值+4

3. 结构体动态映射操作寄存器

/*需要的一些定义*/#define GPJ0_REGBASE   0xe0200240struct GPJ0_REG{        volatile unsigned int gpj0con;        volatile unsigned int gpj0dat;};struct GPJ0_REG *p_gpj0_str;/*相关资源的申请*/if (!request_mem_region(GPJ0_REGBASE, sizeof(struct GPJ0_REG), "gpj0reg")){        return -EINVAL;}p_gpj0_str = ioremap(GPJ0_REGBASE, sizeof(struct GPJ0_REG));/*正式操作硬件*/writel(0x11111111, &(p_gpj0_str->gpj0con));writel(0xffffff00, &(p_gpj0_str->gpj0dat));/*相关资源的释放*/iounmap(p_gpj0);release_mem_region(GPJ0_REGBASE, sizeof(struct GPJ0_REG));

这种以结构体为单位操作的方法，适用于一大块地址连续的寄存器申请动态映射

• 首先定义需要的物理基地址，比如我们要操作GPJ0相关的寄存器，那么定义GPJ0的物理基地址#define GPJ0_REGBASE 0xe0200240。然后定义一个结构体以及指向它的指针，由于把需要的寄存器按照地址的顺序放进去。比如我们这里gpj0con和gpj0dat两个连续的寄存器，就能封装成一个结构体(大小为2*32bit=8字节)
• 动态映射涉及到虚拟地址的申请。任何关于资源的申请和释放，顺序必须要符合“倒影式结构”，这里也不例外，操作顺序是 request_mem_region 申请-> ioremap 建立映射-> 寄存器操作 -> iounmap 解除映射-> release_mem_region 释放申请。 一般来说，申请和释放操作分别放在open和release函数内比较好
• 申请映射的时候，通过把映射地址长度设成结构体的长度，这样就能一步到位，申请到一整片寄存器的映射地址了
• 值得注意的是，当我们把ioremap返回的指针赋给我们的结构体指针时，我们的结构体的地址与寄存器的地址重合了，也就是说结构体里的元素就相当于是寄存器了。我们直接给元素赋值就相当于给寄存器赋值！！！
• 这样相当方便，由此一来，似乎也理解了stm32标准库中为什么通过结构体指针访问寄存器。不得不说与这里有异曲同工之妙