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我们有一个嵌入式系统，其中连接了内存映射设备，ARM CPU 运行 Linux。设备位于地址0x40400000并占用一兆字节（其中大部分没有实际内存支持，但地址空间无论如何都会映射到设备）。我们目前没有此设备的设备驱动程序。

在设备中，地址 有一个特殊的只读寄存器（称为 CID）0x404f0704。该寄存器包含值CID = 0x404。我正在尝试从 ARM 上运行的程序中读取此寄存器。

搜索网络我了解了mmap()据说可以让我从用户空间访问物理地址的功能。因此，尝试遵循我找到的几个示例，我编写了以下测试：


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

int main(void)
{
    void          *pdev = (void *) 0x40400000;
    size_t         ldev = (1024*1024);
    int           *pu;
    int  volatile *pcid;
    int  volatile  cid;

    pu = mmap(pdev, ldev, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0);
    if (pu == MAP_FAILED)
        errx(1, "mmap failure");

    pcid = (int *) (((void *) pu) + 0xf0704);

    printf("pu    = %08p\n", pu);
    printf("pcid  = %08p\n", pcid);

    cid = *pcid;
    printf("CID   = %x\n", cid);

    munmap(pu, ldev);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

使用 ARM 交叉编译器进行编译：

a-gcc -O0 -g3 -o mmap-test.elf mmap-test.c

我无法得到预期的结果。我看到的是：

pu   = 0x40400000
pcid = 0x404f0704
CID  = 0

而不是预期的

CID  = 404

我在这里错过了什么/做错了什么？

更新：

我找到了另一个演示程序，按照它的代码，我能够让我的代码工作：


int main(void)
{
    off_t          dev_base = 0x40400000;
    size_t         ldev = (1024 * 1024);
    unsigned long  mask = (1024 * 1024)-1;
    int           *pu;
    void          *mapped_base;
    void          *mapped_dev_base;
    int  volatile *pcid;
    int  volatile  cid;
    int            memfd;

    memfd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
    mapped_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, memfd, dev_base & ~MAP_MASK);
    if (mapped_base == MAP_FAILED)
        errx(1, "mmap failure");
    mapped_dev_base = mapped_base + (dev_base & MAP_MASK);
    pu = mapped_dev_base;

    pcid = (int *) (((void *) pu) + 0xf0704);

    printf("pu    = %08p\n", pu);
    printf("pcid  = %08p\n", pcid);

    cid = *pcid;
    printf("CID   = %x\n", cid);

    munmap(mapped_base, ldev);
    close(memfd);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

不过，我不太确定为什么第一个版本不起作用。我的理解是，一旦你使用MAP_ANONYMOUS了映射，你就不需要文件句柄。此外，我显然将addr参数（pepi在我的第一个版本中）误认为是物理地址。如果我现在是，那么这实际上是虚拟地址。

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Mmap 是通常与虚拟地址一起使用的函数。当你调用mmap(... MAP_ANONYMOUS)（或文件）时mmap，/dev/zero它会给你一些新的虚拟内存，用零填充。返回的地址将是虚拟内存的地址。

您可以 mmap 某个文件（不带 MAP_ANONYMOUS），然后 mmap 会将文件内容映射到某个虚拟内存范围。

该设备位于地址 0x40400000

设备 MMIO 位于物理内存中；任何进程都可以使用虚拟地址 0x40400000；但它们会被 MMU（内存管理单元）映射（转换）到一些空闲的物理页面。您不能只向操作系统询问一些虚拟内存并期望将其映射到设备范围（它将是地狱的变体）。

但是有一个特殊的设备，/dev/mem，它可以用作包含所有物理内存的文件。当您使用mmap/dev/mem 时，您实际上是在要求操作系统创建一些虚拟内存到所要求的物理范围的新映射。

在您调用 mmap 时：

 mapped_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, 
   MAP_SHARED, memfd, dev_base & ~MAP_MASK);

您要求将物理内存范围[0x40400000 .. 0x4050000-1]（一兆字节；不包括字节 0x40500000）映射到一些兆字节的虚拟内存（其起始地址由 mmap 返回）。

于 2012-10-10T23:44:00.167 回答