嵌入式编程中应如何使用 mmap 访问 CPU 寄存器

/dev/memmmap详解Linux驱动虚拟地址和物理地址的映射嵌入式 Linux应用程序如何读取(修改)芯片寄存器的值file - C - Bus error when using mmap - Stack Overflow

mmap() 和 /dev/memmmap() 大家都知道，是用来做内存映射的，可以将一个文件描述符映射到内存当中，实现对该文件描述符的直接读写。/dev/mem 则关注的人比较少。这个设备节点在 Linux 中都有，是物理内存的完整映像。这个厉害了，如果你访问这个节点，实际可以这么说：你就取得了对整个系统的最高权限。在用户空间中实现设备驱动，实际上就是通过这个节点实现的。很多跑 Linux 的芯片，会将自己的寄存器映射到内存空间的一个段中。这些相对于 /dev/mem 来说就是绝对地址上的一段内存空间而已，因此通过 mmap 对应的地址段，就可以实现对指定寄存器的访问。

Bus error道理是这么讲，但是实际上写代码，直接尝试去映射 /dev/mem 的时候，内核却直接抛出 “Bus error” 的错误信息，把我的程序中止了。查阅资料，才知道很重要的一个信息：内存映射必须以页对齐。这个时候就需要用 getpagesize() 来获取页的大小啦。思路就是：当上层调用需要获取某段地址的时候，程序首先找到其对应的段起始地址，mmap 了之后再找偏移。

代码废话少说，直接上代码（很短）：static int read_global_mem(void *out, size_t length, off_t offset)
{

    uint8_t *data = NULL;
    int ret = -1;
    off_t pageSize = getpagesize();
    size_t actualLen = 0;
    off_t actualOffset = 0;

    if (NULL == out || 0 == length) {
            errno = EINVAL;
            goto ENDS;
    }

    int fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
            goto ENDS;
    }

    actualOffset = offset & ~(pageSize - 1);           // 找到对应的段起始
    actualLen    = length + (offset - actualOffset);   // 判断实际需要 mmap 的长度

    data = mmap(NULL, actualLen, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, actualOffset);
    if (NULL == data) {
            goto ENDS;
    }

    memmove(out, data + (offset - actualOffset), length);

    /* success */
    ret = 0;

ENDS:

    if (fd) {
            close(fd);
            fd = -1;
    }
    if (data) {
            munmap(data, length);
            data = NULL;
    }
    return ret;

}

寄存器写上面的代码是关于寄存器读的。寄存器写的代码基本上是差不多的，不同的有几个：mmap() 的时候，改成 “PROT_READ | PROT_WRITE”在共享内存中修改了指定的数据段之后，调用 msync() 将被修改了的寄存器值写回内核