因為現在使用是dts來表示板級，也就是machine，所以現在我們在內核使用內核映射使用的函數是of_iomap。

c代碼：

?struct?device_node?*node?=?NULL;unsigned?int?irq_info[3]?=?{?0,?0,?0?};u32?phys_base;switch?(idx)?{case?0:node?=?of_find_node_by_name(NULL,?"uart0");break;case?1:node?=?of_find_node_by_name(NULL,?"uart1");break;case?2:node?=?of_find_node_by_name(NULL,?"uart2");break;default:break;}if?(node)?{/*?iomap?registers?*/mtk_uart_default_settings[idx].uart_base?=?(unsigned?long)of_iomap(node,?0);/*?get?IRQ?ID?*/mtk_uart_default_settings[idx].irq_num?=?irq_of_parse_and_map(node,?0);}

dts代碼：

uart0:?serial@11002000?{compatible?=?"mediatek,mt8127-uart","mediatek,mt6577-uart";reg?=?<0?0x11002000?0?0x400>;interrupts?=?<GIC_SPI?51?IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;clocks?=?<&uart_clk>;status?=?"disabled"; };

重點

看到一篇寫iomap非常不錯的文章，轉載分享給大家看看，這個文章寫的比較久了，我覺得現在是有借鑒意義的。

轉自：

https://blog.csdn.net/dinuliang/article/details/5823937

我們知道默認外設I/O資源是不在Linux內核空間中的（如sram或硬件接口寄存器等），若需要訪問該外設I/O資源，必須先將其地址映射到內核空間中來，然后才能在內核空間中訪問它。

Linux內核訪問外設I/O內存資源的方式有兩種：動態(tài)映射(ioremap)和靜態(tài)映射(map_desc)。

一、動態(tài)映射(ioremap)方式

動態(tài)映射方式是大家使用了比較多的，也比較簡單。即直接通過內核提供的ioremap函數動態(tài)創(chuàng)建一段外設I/O內存資源到內核虛擬地址的映射表，從而可以在內核空間中訪問這段I/O資源。

Ioremap宏定義在asm/io.h內：

#define?ioremap(cookie,size)???????????__ioremap(cookie,size,0)__ioremap函數原型為(arm/mm/ioremap.c)：void?__iomem?*?__ioremap(unsigned?long?phys_addr,?size_t?size,?unsigned?long?flags);

• phys_addr：要映射的起始的IO地址

• size：要映射的空間的大小

• flags：要映射的IO空間和權限有關的標志

該函數返回映射后的內核虛擬地址(3G-4G). 接著便可以通過讀寫該返回的內核虛擬地址去訪問之這段I/O內存資源。

舉一個簡單的例子: (取自s3c2410的iis音頻驅動)

比如我們要訪問s3c2410平臺上的I2S寄存器, 查看datasheet 知道IIS物理地址為0x55000000，我們把它定義為宏S3C2410_PA_IIS，如下：

#define?S3C2410_PA_IIS????(0x55000000)

若要在內核空間(iis驅動)中訪問這段I/O寄存器(IIS)資源需要先建立到內核地址空間的映射:

our_card->regs?=?ioremap(S3C2410_PA_IIS,?0x100);if?(our_card->regs?==?NULL)?{err?=?-ENXIO;goto?exit_err;}

創(chuàng)建好了之后，我們就可以通過readl(our_card->regs )或writel(value, our_card->regs)等IO接口函數去訪問它。

二、靜態(tài)映射(map_desc)方式

下面重點介紹靜態(tài)映射方式即通過map_desc結構體靜態(tài)創(chuàng)建I/O資源映射表。

內核提供了在系統(tǒng)啟動時通過map_desc結構體靜態(tài)創(chuàng)建I/O資源到內核地址空間的線性映射表(即page table)的方式，這種映射表是一種一一映射的關系。程序員可以自己定義該I/O內存資源映射后的虛擬地址。創(chuàng)建好了靜態(tài)映射表，在內核或驅動中訪問該I/O資源時則無需再進行ioreamp動態(tài)映射，可以直接通過映射后的I/O虛擬地址去訪問它。

下面詳細分析這種機制的原理并舉例說明如何通過這種靜態(tài)映射的方式訪問外設I/O內存資源。

內核提供了一個重要的結構體struct machine_desc ,這個結構體在內核移植中起到相當重要的作用,內核通過machine_desc結構體來控制系統(tǒng)體系架構相關部分的初始化。

machine_desc結構體的成員包含了體系架構相關部分的幾個最重要的初始化函數，包括map_io, init_irq, init_machine以及phys_io , timer成員等。

machine_desc結構體定義如下：

struct?machine_desc?{/**?Note!?The?first?four?elements?are?used*?by?assembler?code?in?head-armv.S*/unsigned?int????????nr;????????/*?architecture?number????*/unsigned?int????????phys_io;????/*?start?of?physical?io????*/unsigned?int????????io_pg_offst;????/*?byte?offset?for?io?*?page?tabe?entry????*/const?char????????*name;????????/*?architecture?name????*/unsigned?long????????boot_params;????/*?tagged?list????????*/unsigned?int????????video_start;????/*?start?of?video?RAM????*/unsigned?int????????video_end;????/*?end?of?video?RAM????*/unsigned?int????????reserve_lp0?:1;????/*?never?has?lp0????*/unsigned?int????????reserve_lp1?:1;????/*?never?has?lp1????*/unsigned?int????????reserve_lp2?:1;????/*?never?has?lp2????*/unsigned?int????????soft_reboot?:1;????/*?soft?reboot????????*/void????????????(*fixup)(struct?machine_desc?*,struct?tag?*,?char?**,struct?meminfo?*);void????????????(*map_io)(void);/*?IO?mapping?function????*/void????????????(*init_irq)(void);struct?sys_timer????*timer;????????/*?system?tick?timer????*/void????????????(*init_machine)(void); };

這里的map_io成員即內核提供給用戶的創(chuàng)建外設I/O資源到內核虛擬地址靜態(tài)映射表的接口函數。Map_io成員函數會在系統(tǒng)初始化過程中被調用,流程如下：

Start_kernel?->?setup_arch()?-->?paging_init()?-->?devicemaps_init()中被調用

Machine_desc結構體通過MACHINE_START宏來初始化。

注：MACHINE_START的使用及各個成員函數的調用過程請參考:

http://blog.chinaunix.net/u2/60011/showart_1010489.html

用戶可以在定義Machine_desc結構體時指定Map_io的接口函數，這里以s3c2410平臺為例。

s3c2410 machine_desc結構體定義如下：

/*?arch/arm/mach-s3c2410/Mach-smdk2410.c?*/ MACHINE_START(SMDK2410,?"SMDK2410")?/*?@TODO:?request?a?new?identifier?and?switch*?to?SMDK2410?*//*?Maintainer:?Jonas?Dietsche?*/.phys_io????=?S3C2410_PA_UART,.io_pg_offst????=?(((u32)S3C24XX_VA_UART)?>>?18)?&?0xfffc,.boot_params????=?S3C2410_SDRAM_PA?+?0x100,.map_io????????=?smdk2410_map_io,.init_irq????=?s3c24xx_init_irq,.init_machine????=?smdk2410_init,.timer????????=?&s3c24xx_timer, MACHINE_END

如上,map_io被初始化為smdk2410_map_io。smdk2410_map_io即我們自己定義的創(chuàng)建靜態(tài)I/O映射表的函數。在Porting內核到新開發(fā)板時，這個函數需要我們自己實現。

(注：這個函數通常情況下可以實現得很簡單，只要直接調用iotable_init創(chuàng)建映射表就行了，我們的板子內核就是。不過s3c2410平臺這個函數實現得稍微有點復雜，主要是因為它將要創(chuàng)建IO映射表的資源分為了三個部分(smdk2410_iodesc, s3c_iodesc以及s3c2410_iodesc)在不同階段分別創(chuàng)建。這里我們取其中一個部分進行分析，不影響對整個概念的理解。)

S3c2410平臺的smdk2410_map_io函數最終會調用到s3c2410_map_io函數。

流程如下：

s3c2410_map_io?->?s3c24xx_init_io?->?s3c2410_map_io

下面分析一下s3c2410_map_io函數：

void?__init?s3c2410_map_io(struct?map_desc?*mach_desc,?int?mach_size) {/*?register?our?io-tables?*/iotable_init(s3c2410_iodesc,?ARRAY_SIZE(s3c2410_iodesc));…… }

iotable_init內核提供，定義如下：

/**?Create?the?architecture?specific?mappings*/ void?__init?iotable_init(struct?map_desc?*io_desc,?int?nr) {int?i;for?(i?=?0;?i?<?nr;?i++)create_mapping(io_desc?+?i); }

由上知道，s3c2410_map_io最終調用iotable_init建立映射表。

iotable_init函數的參數有兩個：一個是map_desc類型的結構體，另一個是該結構體的數量nr。這里最關鍵的就是struct map_desc。map_desc結構體定義如下：

/*?include/asm-arm/mach/map.h?*/ struct?map_desc?{unsigned?long?virtual;????/*?映射后的虛擬地址?*/unsigned?long?pfn;????????/*?I/O資源物理地址所在的頁幀號?*/unsigned?long?length;????/*?I/O資源長度?*/unsigned?int?type;????????/*?I/O資源類型?*/ };

create_mapping函數就是通過map_desc提供的信息創(chuàng)建線性映射表的。

這樣的話我們就知道了創(chuàng)建I/O映射表的大致流程為：只要定義相應I/O資源的map_desc結構體，并將該結構體傳給iotable_init函數執(zhí)行，就可以創(chuàng)建相應的I/O資源到內核虛擬地址空間的映射表了。

我們來看看s3c2410是怎么定義map_desc結構體的(即上面s3c2410_map_io函數內的s3c2410_iodesc)。

/*?arch/arm/mach-s3c2410/s3c2410.c?*/ static?struct?map_desc?s3c2410_iodesc[]?__initdata?=?{IODESC_ENT(USBHOST),IODESC_ENT(CLKPWR),IODESC_ENT(LCD),IODESC_ENT(TIMER),IODESC_ENT(ADC),IODESC_ENT(WATCHDOG), };

IODESC_ENT宏如下：

#define?IODESC_ENT(x)?{?(unsigned?long)S3C24XX_VA_##x,?__phys_to_pfn(S3C24XX_PA_##x),?S3C24XX_SZ_##x,?MT_DEVICE?}

展開后等價于：

static?struct?map_desc?s3c2410_iodesc[]?__initdata?=?{{.virtual????=?????(unsigned?long)S3C24XX_VA_?LCD),.pfn????????=?????__phys_to_pfn(S3C24XX_PA_?LCD),.length????=????S3C24XX_SZ_?LCD,.type????=?????MT_DEVICE},…… };

S3C24XX_PA_ LCD和S3C24XX_VA_ LCD為定義在map.h內的LCD寄存器的物理地址和虛擬地址。在這里map_desc 結構體的virtual成員被初始化為S3C24XX_VA_ LCD，pfn成員值通過__phys_to_pfn內核函數計算，只需要傳遞給它該I/O資源的物理地址就行。Length為映射資源的大小。MT_DEVICE為I/O類型，通常定義為MT_DEVICE。

這里最重要的即virtual 成員的值S3C24XX_VA_ LCD，這個值即該I/O資源映射后的內核虛擬地址，創(chuàng)建映射表成功后，便可以在內核或驅動中直接通過該虛擬地址訪問這個I/O資源。

?S3C24XX_VA_ LCD以及S3C24XX_PA_ LCD定義如下：/*?include/asm-arm/arch-s3c2410/map.h?*//*?LCD?controller?*/#define?S3C24XX_VA_LCD??????????S3C2410_ADDR(0x00600000)???//LCD映射后的虛擬地址#define?S3C2410_PA_LCD???????????(0x4D000000)????//LCD寄存器物理地址#define?S3C24XX_SZ_LCD???????????SZ_1M????????//LCD寄存器大小

S3C2410_ADDR 定義如下：

#define?S3C2410_ADDR(x)????????((void?__iomem?*)0xF0000000?+?(x))

這里就是一種線性偏移關系，即s3c2410創(chuàng)建的I/O靜態(tài)映射表會被映射到0xF0000000之后。(這個線性偏移值可以改，也可以你自己在virtual成員里手動定義一個值，只要不和其他IO資源映射地址沖突,但最好是在0XF0000000之后。)

(注：其實這里S3C2410_ADDR的線性偏移只是s3c2410平臺的一種做法，很多其他ARM平臺采用了通用的IO_ADDRESS宏來計算物理地址到虛擬地址之前的偏移。

IO_ADDRESS宏定義如下：

/*?include/asm/arch-versatile/hardware.h?*//*?macro?to?get?at?IO?space?when?running?virtually?*/#define?IO_ADDRESS(x)????????????(((x)?&?0x0fffffff)?+?(((x)?>>?4)?&?0x0f000000)?+?0xf0000000)?)

s3c2410_iodesc這個映射表建立成功后，我們在內核中便可以直接通過S3C24XX_VA_ LCD訪問LCD的寄存器資源。

如：S3c2410 lcd驅動的probe函數內

?/*?Stop?the?video?and?unset?ENVID?if?set?*/ info->regs.lcdcon1?&=?~S3C2410_LCDCON1_ENVID; lcdcon1?=?readl(S3C2410_LCDCON1);?//read映射后的寄存器虛擬地址 writel(lcdcon1?&?~S3C2410_LCDCON1_ENVID,?S3C2410_LCDCON1);?//write映射后的虛擬地址

S3C2410_LCDCON1寄存器地址為相對于S3C24XX_VA_LCD偏移的一個地址，定義如下：

/*?include/asm/arch-s3c2410/regs-lcd.h?*/#define?S3C2410_LCDREG(x)?((x)?+?S3C24XX_VA_LCD)/*?LCD?control?registers?*/#define?S3C2410_LCDCON1????????S3C2410_LCDREG(0x00)

到此，我們知道了通過map_desc結構體創(chuàng)建I/O內存資源靜態(tài)映射表的原理了。總結一下發(fā)現其實過程很簡單，一通過定義map_desc結構體創(chuàng)建靜態(tài)映射表，二在內核中通過創(chuàng)建映射后虛擬地址訪問該IO資源。

三、I/O靜態(tài)映射方式應用實例

I/O靜態(tài)映射方式通常是用在寄存器資源的映射上，這樣在編寫內核代碼或驅動時就不需要再進行ioremap，直接使用映射后的內核虛擬地址訪問。同樣的IO資源只需要在內核初始化過程中映射一次，以后就可以一直使用。

寄存器資源映射的例子上面講原理時已經介紹得很清楚了，這里我舉一個SRAM的實例介紹如何應用這種I/O靜態(tài)映射方式。當然原理和操作過程同寄存器資源是一樣的，可以把SRAM看成是大號的I/O寄存器資源。

比如我的板子在0x30000000位置有一塊64KB大小的SRAM。我們現在需要通過靜態(tài)映射的方式去訪問該SRAM。我們要做的事內容包括修改kernel代碼，添加SRAM資源相應的map_desc結構，創(chuàng)建sram到內核地址空間的靜態(tài)映射表。寫一個Sram Module,在Sram Module 內直接通過靜態(tài)映射后的內核虛擬地址訪問該sram。

第一步：創(chuàng)建SRAM靜態(tài)映射表

在我板子的map_des結構體數組(xxx_io_desc）內添加SRAM資源相應的map_desc。如下：

static?struct?map_desc?xxx_io_desc[]?__initdata?=?{{.virtual????=?IO_ADDRESS(XXX?_UART2_BASE),.pfn????????=?__phys_to_pfn(XXX?_UART2_BASE),.length????????=?SZ_4K,.type????????=?MT_DEVICE},{.virtual????=?IO_ADDRESS(XXX_SRAM_BASE),.pfn????????=?__phys_to_pfn(XXX_SRAM_BASE),.length????????=?SZ_4K,.type????????=?MT_DEVICE}, };

宏XXX_SRAM_BASE為我板子上SRAM的物理地址,定義為0x30000000。我的kernel是通過IO_ADDRESS的方式計算內核虛擬地址的，這點和之前介紹的S3c2410有點不一樣。不過原理都是相同的，為一個線性偏移, 范圍在0xF0000000之后。

第二步：寫個SRAM Module,在Module中通過映射后的虛擬地址直接訪問該SRAM資源

SRAM Module代碼如下：

/*?Sram?Testing?Module?*/ …… static?void?sram_test(void) {void?*?sram_p;char?str[]?=?"Hello,sram!/n";sram_p?=?(void?*)IO_ADDRESS?(XXX_SRAM_BASE);?/*?通過IO_ADDRESS宏得到SRAM映射后的虛擬地址?*/memcpy(sram_p,?str,?sizeof(str));????//將?str字符數組拷貝到sram內printk(sram_p);printk("/n"); }static?int?__init?sram_init(void) {struct?resource?*?ret;printk("Request?SRAM?mem?region?............/n");ret?=?request_mem_region(SRAM_BASE,?SRAM_SIZE,?"SRAM?Region");if?(ret?==NULL)?{printk("Request?SRAM?mem?region?failed!/n");return?-1;}sram_test();return?0; }static?void?__exit?sram_exit(void) {release_mem_region(SRAM_BASE,?SRAM_SIZE);????printk("Release?SRAM?mem?region?success!/n");printk("SRAM?is?closed/n"); }module_init(sram_init); module_exit(sram_exit);

在開發(fā)板上運行結果如下：

/ # insmod bin/sram.koRequest SRAM mem region ............Hello,sram! ? 這句即打印的SRAM內的字符串/ # rmmod sramRelease SRAM mem region success!SRAM is close

實驗發(fā)現可以通過映射后的地址正常訪問SRAM。

最后，這里舉SRAM作為例子的還有一個原因是通過靜態(tài)映射方式訪問SRAM的話，我們可以預先知道SRAM映射后的內核虛擬地址（通過IOADDRESS計算）。這樣的話就可以嘗試在SRAM上做點文章。比如寫個內存分配的MODULE管理SRAM或者其他方式，將一些critical的數據放在SRAM內運行，這樣可以提高一些復雜程序的運行效率(SRAM速度比SDRAM快多了)，比如音視頻的編解碼過程中用到的較大的buffer等。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的ioremap，你应该知道的事的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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