什么是I/O内存?

简介: I/O内存也称为Memory-Mapped I/O(MMIO), 它是指一种编址方式,不同cpu平台使用的编址方式不同,一种是“IO内存”方式,也叫统一编址方式,是指内存和外设的地址是在同一个地址空间上的,比如我们常见的ARM、MIPS等平台;还有另外一种叫独立编址方式,是指内存的地址空间和外设的地址空间是分开的,比如x86平台。

什么是IO内存

I/O内存也称为Memory-Mapped I/O(MMIO), 它是指一种编址方式,不同cpu平台使用的编址方式不同,一种是“IO内存”方式,也叫统一编址方式,是指内存和外设的地址是在同一个地址空间上的,比如我们常见的ARM、MIPS等平台;还有另外一种叫独立编址方式,是指内存的地址空间和外设的地址空间是分开的,比如x86平台。


Linux I/O内存 API

(1) IO内存申请

要使用某个外设前,要申请其所对应的IO内存,表明驱动要访问这块区域。

//申请IO内存/*start: 该IO的地址相当与物理地址n: 申请IO数量,必须是start起始地址连续 len个字节nane: 设备名称或者IO端口名称,用以标记该端口被谁使用*/#define request_mem_region(start,n,name) \__request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name), 0)#define devm_request_mem_region(dev,start,n,name) \__devm_request_region(dev, &iomem_resource, (start), (n), (name))//释放IO内存#define release_mem_region(start,n)  \__release_region(&iomem_resource, (start), (n)) #define devm_release_mem_region(dev, start, n) \__devm_release_region(dev, &iomem_resource, (start), (n))

(2)IO内存访问

在内核中访问IO内存(通常是芯片内部的各个I2C,SPI, USB等控制器的寄存器或者外部内存总线上的设备)之前,需首先使用ioremap()函数将设备所处的物理地址映射到虚拟地址上。

//将物理地址映射为虚拟地址void__iomem*ioremap(unsignedlongphys_addr, unsignedlongsize)
void__iomem*devm_ioremap(structdevice*dev, resource_size_toffset,
unsignedlongsize)
//申请IO内存并进行重映射(将物理地址映射为虚拟地址)//它对devm_request_mem_region()和devm_ioremap()进行了封装,内部会调用这两个函数  void__iomem*devm_ioremap_resource(structdevice*dev, structresource*res)
//对设备内存映射的虚拟地址进行读写//读8bit , 16bit, 32bit#define readb(c)         ({ u8  __v = readb_relaxed(c); __iormb(); __v; })#define readw(c)         ({ u16__v = readw_relaxed(c); __iormb(); __v; })#define readl(c)        ({ u32 __v = readl_relaxed(c); __iormb(); __v; })//写8bit , 16bit, 32bit#define writeb(v,c)         ({ __iowmb(); writeb_relaxed(v,c); })#define writew(v,c)         ({ __iowmb(); writew_relaxed(v,c); })#define writel(v,c)         ({ __iowmb(); writel_relaxed(v,c); })

驱动访问IO内存流程

1)调用request_mem_region()申请I/O内存资源。

2)将设备寄存器的物理地址通过ioremap()映射到内核空间的虚拟地址。

3)通过readb/writeb等接口访问设备的寄存器。

4)访问完成后,调用iounmap()函数对ioremap()映射的虚拟地址解除映射,并调用release_mem_region()函数释放申请的I/O内存资源。

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