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在运行 Linux 的基于 ARM 的系统上，我有一个内存映射到物理地址的设备。从所有地址都是虚拟的用户空间程序中，如何从该地址读取内容？

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busybox devmem

busybox devmem是一个小型 CLI 实用程序，用于 mmaps /dev/mem。

您可以通过以下方式在 Ubuntu 中获取它：sudo apt-get install busybox

用法：从物理地址读取 4 个字节0x12345678：

sudo busybox devmem 0x12345678

写信0x9abcdef0到那个地址：

sudo busybox devmem 0x12345678 w 0x9abcdef0

来源：https ://github.com/mirror/busybox/blob/1_27_2/miscutils/devmem.c#L85

地图MAP_SHARED

映射时/dev/mem，您可能希望使用：

open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
mmap(..., PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ...)

MAP_SHARED使写入立即进入物理内存，这样更容易观察，并且对硬件寄存器写入更有意义。

CONFIG_STRICT_DEVMEM和nopat

要/dev/mem在内核 v4.9 上查看和修改常规 RAM，您必须首先：

  • 禁用CONFIG_STRICT_DEVMEM（在 Ubuntu 17.04 上默认设置）
  • 传递nopatx86 的内核命令行选项

没有这些，IO 端口仍然可以工作。

另请参阅：/dev/mem 的 mmap 失败，virt_to_phys 地址的参数无效，但地址是页面对齐的

缓存刷新

如果您尝试写入 RAM 而不是寄存器，则内存可能会被 CPU 缓存：如何在 Linux 中为地址空间区域刷新 CPU 缓存？而且我没有看到一种非常便携/简单的方法来刷新它或将该区域标记为不可缓存：

那么也许/dev/mem不能可靠地用于将内存缓冲区传递给设备？

不幸的是，这在 QEMU 中无法观察到，因为 QEMU 不模拟缓存。

如何测试它

现在是有趣的部分。这里有一些很酷的设置：

  • 用户态内存
    • 在用户态进程上分配volatile变量
    • /proc/<pid>/maps使用+获取物理地址/proc/<pid>/pagemap
    • 用 修改物理地址的值devmem，并观察用户态进程的反应
  • 内核内存
    • 分配内核内存kmalloc
    • 获取物理地址virt_to_phys并将其传递回用户区
    • 修改物理地址devmem
    • 从内核模块查询值
  • IO mem 和 QEMU 虚拟平台设备
    • 创建具有已知物理寄存器地址的平台设备
    • 用于devmem写入寄存器
    • watchprintf作为响应从虚拟设备中出来

奖励：确定虚拟地址的物理地址

是否有任何 API 用于从 Linux 中的虚拟地址确定物理地址？

于 2017-07-16T11:12:12.827 回答
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mmap(2)您可以使用系统调用将设备文件映射到用户进程内存。通常，设备文件是物理内存到文件系统的映射。否则，您必须编写一个内核模块来创建这样的文件或提供一种将所需内存映射到用户进程的方法。

另一种方法是将 /dev/mem 的一部分重新映射到用户内存。

编辑：映射 /dev/mem 的示例（此程序必须有权访问 /dev/mem，例如具有 root 权限）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc < 3) {
        printf("Usage: %s <phys_addr> <offset>\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    off_t offset = strtoul(argv[1], NULL, 0);
    size_t len = strtoul(argv[2], NULL, 0);

    // Truncate offset to a multiple of the page size, or mmap will fail.
    size_t pagesize = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
    off_t page_base = (offset / pagesize) * pagesize;
    off_t page_offset = offset - page_base;

    int fd = open("/dev/mem", O_SYNC);
    unsigned char *mem = mmap(NULL, page_offset + len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, page_base);
    if (mem == MAP_FAILED) {
        perror("Can't map memory");
        return -1;
    }

    size_t i;
    for (i = 0; i < len; ++i)
        printf("%02x ", (int)mem[page_offset + i]);

    return 0;
}
于 2012-08-20T16:18:11.123 回答