内存管理单元MMU 物理地址与虚拟地址 ioremap

MMU 主要完成的功能如下:

①、完成虚拟空间到物理空间的映射。
②、内存保护,设置存储器的访问权限,设置虚拟存储空间的缓冲特性。
我们重点来看一下第①点,也就是虚拟空间到物理空间的映射,也叫做地址映射。

对于 32 位的处理器来说,虚拟地址范围是 2^32=4GB,我们的开发板上有 512MB 的 DDR3,这 512MB 的内存就是物理内存,经过 MMU 可以将其映射到整个 4GB 的虚拟空间,如图 41.1.1 所示:
内存管理单元MMU 物理地址与虚拟地址 ioremap_第1张图片
物理内存只有 512MB,虚拟内存有 4GB,那么肯定存在多个虚拟地址映射到同一个物理地址上去,虚拟地址范围比物理地址范围大的问题处理器自会处理.

Linux 内核启动的时候会初始化 MMU,设置好内存映射,设置好以后 CPU 访问的都是虚拟 地 址 。 比 如 I.MX6ULL 的 GPIO1_IO03 引 脚 的 复 用 寄 存 器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 的地址为 0X020E0068。如果没有开启 MMU 的话直接向 0X020E0068 这个寄存器地址写入数据就可以配置 GPIO1_IO03 的复用功能。现在开启了 MMU,并且设置了内存映射,因此就不能直接向 0X020E0068 这个地址写入数据了。我们必须得到 0X020E0068 这个物理地址在 Linux 系统里面对应的虚拟地址,这里就涉及到了物理内存和虚拟内存之间的转换,需要用到两个函数: ioremap 和 iounmap

#define ioremap(cookie,size) __arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE)

void __iomem * __arm_ioremap(phys_addr_t phys_addr, size_t size, unsigned int mtype)
{
  return arch_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype, __builtin_return_address(0));
}
phys_addr:  要映射给的物理起始地址。
size:       要映射的内存空间大小。
mtype:      ioremap 的类型,可以选择 MT_DEVICE、 MT_DEVICE_NONSHARED、 MT_DEVICE_CACHED 和 MT_DEVICE_WC, ioremap 函数选择 MT_DEVICE。
返回值:      __iomem 类型的指针,指向映射后的虚拟空间首地址。

void iounmap (volatile void __iomem *addr)
addr:       虚拟空间首地址

I/O 内存访问函数

这里说的 I/O 是输入/输出的意思,并不是我们学习单片机的时候讲的 GPIO 引脚。这里涉及到两个概念: I/O 端口和 I/O 内存。当外部寄存器或内存映射到 IO 空间时,称为 I/O 端口。当外部寄存器或内存映射到内存空间时,称为 I/O 内存。

1 u8 readb(const volatile void __iomem *addr)
2 u16 readw(const volatile void __iomem *addr)
3 u32 readl(const volatile void __iomem *addr)

1 void writeb(u8 value, volatile void __iomem *addr)
2 void writew(u16 value, volatile void __iomem *addr)
3 void writel(u32 value, volatile void __iomem *addr)

你可能感兴趣的:(linux,系统,linux,运维,服务器)