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x86 - 串口的mmap IO口地址

问题描述

我正在检查串行端口（uart）0x2f8 的 io 端口地址是否可以映射到用户空间。我想自己在驱动程序中执行此操作，而不是使用任何库来了解实现此目的需要哪些 api。但是，我不确定它是否真的可以完成，因为这是 x86 和端口 IO 特定的。无论如何，我已经在用户空间中编写了一个 mmap 函数和调用者。

Setting up the mapping is as below:

res = request_region(base_addr, 8 ,"custom_serial_device");
void __iomem * mem_base_addr = ioport_map(base_addr, 8);
iowrite8(0x01, (u8 *)my_dev->mem_base_addr + 3); /*Few more configs and works fine */
/* After this I am able to make the uart function in software loopback mode */

现在我决定在这个地址上尝试 mmap：

static int my_dev_mmap(struct file *filep, struct vm_area_struct *vma) {
    SERIAL_DEV *my_dev = (SERIAL_DEV*)filep->private_data;
    unsigned long pfn;
    size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
    unsigned long phys_addr;

    if (vma->vm_end - vma->vm_start != PAGE_SIZE) {
            return -EINVAL;
    }
    if (PAGE_SIZE > (1 << 16))
            return -ENOSYS;

    vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
    vma->vm_flags |= VM_IO;
    /*ioport_map gives virtual address so I am using below to get physical addr */
    phys_addr = virt_to_phys(my_dev->mem_base_addr);
    pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
    printk("GNA: mmap called: vm-start: 0x%lx vm-end: 0x%lx mem_base: 0x%lx phys: 0x%lx pfn: %lu\n",
                 vma->vm_start, vma->vm_end, (unsigned long)my_dev->mem_base_addr, phys_addr, pfn);

    if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot)) {
            printk("GNA: mmap failed\n");
            return -EAGAIN;
    }
        return 0;
}

我得到的打印如下：

Dec 19 11:05:00 realtek-dpdk kernel: [ 4624.894086] GNA: mmap called: 
vm-start: 0x7fa150f4d000  --> Kernel allocates this range which is in user space 
vm-end: 0x7fa150f4e000 
mem_base: 0x102f8 
phys: 0x6587800102f8    --> Virt_to_phys gave this which seems wrong
pfn: 27254063120

当我打印 mmap'd 内存时，我期望 0x5A 位于从 0x2f8（uart 的基础）偏移 0x7（便笺簿）处。但是我没有看到预期的输出。

我尝试的另一种方法是，ioport_map 给出了一个地址 0x102f8，这看起来不像是虚拟地址，而是更多的物理地址（BASE + 0x2f8）所以，我直接使用这个地址来获取 pfn。但还是一样的结果。

我的用户空间程序如下：

address = mmap(NULL, PAGE_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, configfd, 0);

在此之后，我试图在偏移量 0x7 处找到写入暂存器内存中的值。

for (int i = 0 ; i < 10; i++) {
    printf("Value: 0x%x 0x%x\n", address[i], address[0x2f8 + i]);
}

那么，是否有可能进行mmap()ioport。如果是，请您告诉正确的步骤。

PS：虽然这是 x86，但我添加了 Embedded-linux 标签以从平台方面获得一些帮助，以防有人知道其中的区别。

标签： x86linux-device-driverembedded-linuxkernel-module

解决方案

注意：这个答案是 x86 特定的。

通过 IN 和 OUT 指令访问 I/O 端口。

应该可以映射驱动程序管理的反弹缓冲区，并使用这些指令写入串行。您可能需要编写一个用于同步的接口（例如flush ioctl）。

与您可能对基于 MMIO 的设备所做的不同，您将无法粗略地直接将接触设备的内存映射到用户空间，因为该内存不存在。

您可以尝试使用 I/O 端口权限，以便用户空间可以访问 I/O 端口本身。ioperm 系统调用（可能还有其他系统调用）管理这个。

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