Linux学习之I/O内存访问详解

ARM是对内存空间和IO空间统一编址的，所以，通过读写SFR来控制硬件也就变成了通过读写相应的SFR地址来控制硬件。这部分地址也被称为I/O内存。x86中对I/O地址和内存地址是分开编址的，这样的IO地址被称为I/O端口。本文只讨论linux系统中IO内存的访问。

　　IO内存访问流程

　　我们知道，为了管理最重要的系统资源并让物理地址对进程透明，Linux使用了内存映射机制，就是一个进程如果想访问一个物理内存地址(eg.SFR地址)，那么首先就是将其映射成虚拟地址。

IO内存申请/归还

　　Linux提供一组函数用于申请和释放IO内存的范围，这两个API在访问IO内存的时候并不是必须的，但是建议使用，他们可以检查申请的资源是否可用，增加IO访问的安全性，如果可用则申请成功，并标志为已用，其他驱动想在这个进程归还资源前申请就会失败。

　　request_mem_region()宏函数向内存申请n个内存地址，这些地址从first开始，len长，name表示设备的名称，成功返回非NULL失败返回NULL。

　　/**

　　* request_mem_region - create a new busy resource region

　　* @start: resource start address

　　* @n: resource region size

　　* @name: reserving caller's ID string

　　*/

　　struct resource * request_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n,const char *name)

　　release_mem_region()宏函数顾名思义就是将request_mem_region()申请的IO内存资源归还给内核以便其他进程也可以访问该IO内存。

　　/**

　　* release_mem_region - release a previously reserved resource region

　　* @start: resource start address

　　* @n: resource region size

　　*/

　　void release_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n,const char *name)

　　IO内存映射/去映射

　　申请了IO资源，接下来就是进行物理地址到虚拟地址的映射。内核提供的API如下

　　static inline void __iomem *ioremap(unsigned long port, unsigned long size)

　　static inline void iounmap(volatile void __iomem *addr)

　　IO内存访问API

　　ARM的SFR是32bit的，我们在经过了ioremap之后其实就可以直接通过强制类型转换来读取获取的虚拟地址，但是这种方法不够安全，一不小心就会读错位，为此，内核同样提供的标准的API来读写IO内存，不但代码的安全性更高，可读性也得到了改善。

　　读IO

　　unsigned int ioread8(void *addr) unsigned int ioread16(void *addr) unsigned int ioread32(void *addr)

　　写IO

　　void iowrite8(u8 val,void *addr) void iowrite16(u8 val,void *addr) void iowrite32(u8 val,void *addr)

　　读一串IO内存

　　void ioread8_rep(void *addr,void *buf,unsigned long len) void ioread16_rep(void *addr,void *buf,unsignedlong len) void ioread32_rep(void *addr,void *buf,unsigned long len)

　　写一串IO内存

　　void iowrite8_rep(void *addr,const void *buf,unsigned long len) void iowrite16_rep(void *addr,const void*buf,unsigned long len) void iowrite32_rep(void *addr,const void *buf,unsigned long len)

　　复制IO内存

　　void memcpy_fromio(void *dest,void *source,unsigned long len) void memcpy_toio(void *dest,void*source,unsigned long len)

　　设置IO内存

　　void memset_io(void *addr,u8 value,unsigned int len)

来源：51CTO