內(nèi)核中操作寄存器的方法
由于Linux開啟了MMU，所以我們在訪問寄存器時(shí)，必須要使用寄存器物理地址對應(yīng)的虛擬地址來訪問。
1.內(nèi)核提供的讀寫接口
利用內(nèi)核提供的寄存器讀寫接口會有較好的可移植性，最重要的是擁有“讀寫屏障”
何謂“讀寫屏障”?其有何意義?試看以下代碼
#define XXX_SET 0xe0200240
#define XXX_EN 0xe0200244
*((volatile unsigned int *)XXX_SET) = 0xffffffff;
*((volatile unsigned int *)XXX_EN) = 0xffffffff;
現(xiàn)代編譯器為了提高效率，采用的亂序編譯，同樣，現(xiàn)代soc采用的是亂序執(zhí)行。對于soc和編譯器來說，它們判斷這兩個(gè)寄存器設(shè)置的先后順序沒有邏輯關(guān)系，所以上述兩個(gè)寄存器的設(shè)置順序是不定的。但是某些外設(shè)硬件來說，需要先配置再使能
使用內(nèi)核提供的讀寫接口，即可保證讀寫寄存器的順序不會改變。其內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是使用了ARM指令集中的各種屏障指令
writel(0xffffffff, XXX_SET);
writel(0xffffffff, XXX_EN);
writel是內(nèi)核提供的寄存器讀寫函數(shù)之一，writel代表的是讀long，4字節(jié)(32位)，writeb和writew分別代表讀byte1個(gè)字節(jié)和word2個(gè)字節(jié)。其他讀寫函數(shù)都以此類推，至于具體參數(shù)格式都可以去看定義
2.動(dòng)態(tài)映射操作寄存器
/*需要的一些定義*/
#define GPJ0_REGBASE 0xe0200240
static void *p_gpj0_base;
/*相關(guān)資源的申請*/
if (!request_mem_region(GPJ0_REGBASE, 8, "gpj0reg")){
return -EINVAL;
}
p_gpj0_base = ioremap(GPJ0_REGBASE, 8);
/*正式操作硬件*/
writel(0x11111111, p_gpj0_base + 0);
writel(0xffffff00, p_gpj0_base + 4);
/*相關(guān)資源的釋放*/
iounmap(p_gpj0_base);
release_mem_region(GPJ0_REGBASE, 8);
這種方法的本質(zhì)其實(shí)還是連續(xù)申請了一長段內(nèi)存映射，但是沒有用結(jié)構(gòu)體的方式而是用了基地址+偏移量來定位地址，然后內(nèi)核提供的寄存器讀寫接口通過這個(gè)地址來操作寄存器
首先定義需要用到的物理基地址，比如我們要操作GPJ0相關(guān)的寄存器，那么定義GPJ0的物理基地址#define GPJ0_REGBASE 0xe0200240。此外，我們還需要定義一個(gè)指向虛擬基地址的指針，注意類型最好是void *，具體原因在后面講述
動(dòng)態(tài)映射涉及到虛擬地址的申請。任何關(guān)于資源的申請和釋放，順序必須要符合“倒影式結(jié)構(gòu)”，這里也不例外，操作順序是 request_mem_region 申請-> ioremap 建立映射-> 寄存器操作 -> iounmap 解除映射-> release_mem_region 釋放申請。一般來說，申請和釋放操作分別放在open和release函數(shù)內(nèi)比較好
記得申請的時(shí)候長度設(shè)置為自己需要的寄存器量占的地址大小
最值得注意的是指針的加法，前面說到虛擬基地址指針應(yīng)該定義為void 。原因是這樣就能直接加上地址偏移量了。比如+4就是定位到偏移量為4的地址處。但是如果基地址指針應(yīng)該定義為unsigned int ，那么偏移量就不能直接加上去了因?yàn)閡nsigned int *類型的指針+1，其實(shí)就相當(dāng)于地址值+4
3. 結(jié)構(gòu)體動(dòng)態(tài)映射操作寄存器
/*需要的一些定義*/
#define GPJ0_REGBASE 0xe0200240
struct GPJ0_REG{
volatile unsigned int gpj0con;
volatile unsigned int gpj0dat;
};
struct GPJ0_REG *p_gpj0_str;
/*相關(guān)資源的申請*/
if (!request_mem_region(GPJ0_REGBASE, sizeof(struct GPJ0_REG), "gpj0reg")){
return -EINVAL;
}
p_gpj0_str = ioremap(GPJ0_REGBASE, sizeof(struct GPJ0_REG));
/*正式操作硬件*/
writel(0x11111111, &(p_gpj0_str->gpj0con));
writel(0xffffff00, &(p_gpj0_str->gpj0dat));
/*相關(guān)資源的釋放*/
iounmap(p_gpj0);
release_mem_region(GPJ0_REGBASE, sizeof(struct GPJ0_REG));
這種以結(jié)構(gòu)體為單位操作的方法，適用于一大塊地址連續(xù)的寄存器申請動(dòng)態(tài)映射
首先定義需要的物理基地址，比如我們要操作GPJ0相關(guān)的寄存器，那么定義GPJ0的物理基地址#define GPJ0_REGBASE 0xe0200240。然后定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體以及指向它的指針，由于把需要的寄存器按照地址的順序放進(jìn)去。比如我們這里gpj0con和gpj0dat兩個(gè)連續(xù)的寄存器，就能封裝成一個(gè)結(jié)構(gòu)體(大小為2*32bit=8字節(jié))
動(dòng)態(tài)映射涉及到虛擬地址的申請。任何關(guān)于資源的申請和釋放，順序必須要符合“倒影式結(jié)構(gòu)”，這里也不例外，操作順序是 request_mem_region 申請-> ioremap 建立映射-> 寄存器操作 -> iounmap 解除映射-> release_mem_region 釋放申請。 一般來說，申請和釋放操作分別放在open和release函數(shù)內(nèi)比較好
申請映射的時(shí)候，通過把映射地址長度設(shè)成結(jié)構(gòu)體的長度，這樣就能一步到位，申請到一整片寄存器的映射地址了
值得注意的是，當(dāng)我們把ioremap返回的指針賦給我們的結(jié)構(gòu)體指針時(shí)，我們的結(jié)構(gòu)體的地址與寄存器的地址重合了，也就是說結(jié)構(gòu)體里的元素就相當(dāng)于是寄存器了。我們直接給元素賦值就相當(dāng)于給寄存器賦值!!!
這樣相當(dāng)方便，由此一來，似乎也理解了stm32標(biāo)準(zhǔn)庫中為什么通過結(jié)構(gòu)體指針訪問寄存器。不得不說與這里有異曲同工之妙
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