linux I/O内存访问

先看一个在无操作系统的情况下，用C语言访问片上寄存器的范例，这是访问S3C2440UART1的FIFO控制寄存器的示例，先定义FIFO控制寄存器为UFCON1:

#define UFCON1 (*(volatile unsigned *)Ox50004008) //*UART 1 FIFO控制寄存器

给UFCON1赋值:

UFCON1 = Ox00;   //禁止FIFO功能

这个示例的使用条件是禁止CPU的MMU。在禁止MMU的情况下,可以直接访问CPU的物理地址。
　　Linux内核运行后，开启了MMU，所以不能直接访问CPU的物理地址，也就是说，不能直接使用物理地址访问系统的IO内存。必须将物理地址转换为虚拟地址，内核通过虚拟地址来访问系统的IO内存。
　　在内核中,物理地址到虚拟地址的转换，可以采用静态IO映射，还可以采用动态IO映射。通常情况下，CPU片上寄存器和内部总线都采用静态IO映射，外部总线扩展IO则通常采用动态IO映射，也可以添加到系统中，采用静态IO映射的方式。
下面分别来看这两种方式的实现和使用方法。

 

1、静态VO映射　　、

　　静态I/O映射在内核中很常见，最常见的是处理器的片内寄存器的操作，如GPIO、串口、定时器等等这些片上外设的寄存器，在内核中都通过静态IO映射后被访问。一般的操作方式是这样的:

_raw_writel(camdivn, S3C2440_CAMDIVN);
submsk =_raw_readl(S3C2410_INTSUBMSK);

（1）io_p2v　　

　　要实现静态IO映射，首先需要定义物理地址到虚拟地址的转换规则，在内核中用宏定义io_p2v(x)实现，将物理地址映射到3G~4G的内核地址空间。不同处理器的具体实现是不同的，但是前提是必须能将处理器的全部有效IO空间映射到内核空间。对于一个32位的处理器，最大可访问地址空间为232，即4G，但是实际上绝大部分地址空间都是保留的，可访问的有效地址仅仅局限于有实际物理外设地址空间。

2、动态IO映射

　　动态IO映射无需将物理IO内存空间写入映射表，调用ioremap即可映射到虚拟地址空间。这种方式使用起来比较灵活，不过在外扩总线设备寄存器较多的情况下使用起来就不太方便了，一般建议在寄存器较少的情况下使用。操作完毕后，用iounmap取消IO映射。

ioremap 和 iounmap相关定义在<asm/io.h>文件中:

3、IO内存访问函数

__raw_readb/readb 从 I/O 端口读取 8 位数
__raw_readw/readw 从 I/O 端口读取 16 位数
__raw_readl/readl 从 I/O 端口读取 32 位数
__raw_writeb/writeb 往 I/O 端口写入 8 位数
__raw_writew/writew 往 I/O 端口写入 16 位数
__raw_writel/writel 往 I/O 端口写入 32 位数