驱动中如何访问CPU中的寄存器？

如果都是在memory空间的话，CPU内部的寄存器（非CPU核的寄存器）和外设上的寄存器地位是同等的，因此映射方法也是2种：1是静态映射 （S3C2410的基本上是这种），2是ioremap，注意映射的单位都至少是page。当然CPU核的寄存器（如X86的CS、DS，ARM的 R0，R1等）只能用汇编来访问了

在将Linux移植到目标电路板的过程中，通常会建立外设I/O内存物理地址到虚拟地址的静态映射，这个映射通过在电路板对应的map_desc结构体数组中添加新的成员来完成，map_desc结构体的定义如代码清单11.12所示。

代码清单11.12 map_desc结构体

1 struct map_desc

2 {

3      unsigned long virtual;//虚拟地址

4      unsigned long pfn ;// __phys_to_pfn(phy_addr)

5      unsigned long length; //大小

6      unsigned int type;//类型

7 };

例如，S3C2440 ARM评估板SMDK2440的map_desc结构体数组定义如代码清单11.13所示，位于文件/arch/ arm/mach-smdk2440.c文件。

代码清单11.13 SMDK2440评估板的map_desc数组

1  static struct map_desc smdk2440_iodesc[] __initdata = {

2     /* ISA IO空间映射 */

3     {

4               .virtual       = (u32)S3C24XX_VA_ISA_WORD,

5               .pfn            = __phys_to_pfn(S3C2410_CS2),

6               .length                 = 0x10000,

7               .type          = MT_DEVICE,

8     }, {

9               .virtual       = (u32)S3C24XX_VA_ISA_WORD + 0x10000,

10              .pfn            = __phys_to_pfn(S3C2410_CS2 + (1<<24)),

11              .length                 = SZ_4M,

12              .type          = MT_DEVICE,

13    }, {

14              .virtual       = (u32)S3C24XX_VA_ISA_BYTE,

15              .pfn            = __phys_to_pfn(S3C2410_CS2),

16              .length                 = 0x10000,

17              .type          = MT_DEVICE,

18    }, {

19              .virtual       = (u32)S3C24XX_VA_ISA_BYTE + 0x10000,

20              .pfn            = __phys_to_pfn(S3C2410_CS2 + (1<<24)),

21              .length                 = SZ_4M,

22              .type          = MT_DEVICE,

23    }

24 };

Linux操作系统移植到特定平台上MACHINE_START到MACHINE_END宏之间的定义针对特定电路板而设计，其中的map_io()成员函数完成I/O内存的静态映射，代码清单11.14给出了SMDK2440电路板的MACHINE_START、MACHINE_END宏的例子。

代码清单11.14 SMDK2440 MACHINE_START、MACHINE_END宏

1  MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")

2     /* Maintainer: Ben Dooks */

3     .phys_io    = S3C2410_PA_UART,

4     .io_pg_offst        = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,

5     .boot_params      = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,

6 

7     .init_irq      = s3c24xx_init_irq,

8     .map_io               = smdk2440_map_io,

9     .init_machine       = smdk2440_machine_init,

10    .timer                   = &s3c24xx_timer,

11  MACHINE_END

第8行赋值给map_io的smdk2440_map_io()函数完成SMDK2440电路板I/O内存的静态映射，最终调用的是cpu->map_io()建立map_desc数组中物理内存和虚拟内存的静态映射关系。

在一个已经移植好OS的内核中，驱动工程师完全可以对非常规内存区域的I/O内存（外设控制器寄存器、MCU内部集成的外设控制器寄存器等）依照电路板的资源使用情况添加到map_desc数组中，代码清单11.15的例子给出了内存空间资源的使用情况（注释部分）与map_desc数组的对应关系。

代码清单11.15 根据电路板内存资源情况定义map_desc

1  /*

2   * 逻辑地址 物理地址

3   * e8000000 40000000   PCI memory                 PHYS_PCI_MEM_BASE    (max 512M)

4   * ec000000  61000000   PCI 配置空间    PHYS_PCI_CONFIG_BASE        (max 16M)

5   * ed000000 62000000   PCI V3 regs                  PHYS_PCI_V3_BASE          (max 64k)

6   * ee000000  60000000   PCI IO                            PHYS_PCI_IO_BASE      (max 16M)

7   * ef000000                     Cache flush

8   * f1000000  10000000   核心模块寄存器

9   * f1100000  11000000   系统控制寄存器

10  * f1200000  12000000   EBI寄存器

11  * f1300000  13000000   计数器/定时器

12  * f1400000  14000000   中断控制器

13  * f1600000  16000000   UART 0

14  * f1700000  17000000   UART 1

15  * f1a00000  1a000000   调试用LEDs

16  * f1b00000  1b000000   GPIO

17  */

18

19 static struct map_desc ap_io_desc[] __initdata = {

20    {

21              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_HDR_BASE),

22              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_HDR_BASE),

23              .length                 = SZ_4K,

24              .type          = MT_DEVICE

25    }, {

26              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_SC_BASE),

27              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_SC_BASE),

28              .length                 = SZ_4K,

29              .type          = MT_DEVICE

30    }, {

31              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_EBI_BASE),

32              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_EBI_BASE),

33              .length                 = SZ_4K,

34              .type          = MT_DEVICE

35    }, {

36              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_CT_BASE),

37              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_CT_BASE),

38              .length                 = SZ_4K,

39              .type          = MT_DEVICE

40    }, {

41              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_IC_BASE),

42              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_IC_BASE),

43              .length                 = SZ_4K,

44              .type          = MT_DEVICE

45    }, {

46              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_UART0_BASE),

47              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_UART0_BASE),

48              .length                 = SZ_4K,

49              .type          = MT_DEVICE

50    }, {

51              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_UART1_BASE),

52              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_UART1_BASE),

53              .length                 = SZ_4K,

54              .type          = MT_DEVICE

55    }, {

56              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_DBG_BASE),

57              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_DBG_BASE),

58              .length                 = SZ_4K,

59              .type          = MT_DEVICE

60    }, {

61              .virtual       = IO_ADDRESS(INTEGRATOR_GPIO_BASE),

62              .pfn            = __phys_to_pfn(INTEGRATOR_GPIO_BASE),

63              .length                 = SZ_4K,

64              .type          = MT_DEVICE

65    }, {

66              .virtual       = PCI_MEMORY_VADDR,

67              .pfn            = __phys_to_pfn(PHYS_PCI_MEM_BASE),

68              .length                 = SZ_16M,

69              .type          = MT_DEVICE

70    }, {

71              .virtual       = PCI_CONFIG_VADDR,

72              .pfn            = __phys_to_pfn(PHYS_PCI_CONFIG_BASE),

73              .length                 = SZ_16M,

74              .type          = MT_DEVICE

75    }, {

76              .virtual       = PCI_V3_VADDR,

77              .pfn            = __phys_to_pfn(PHYS_PCI_V3_BASE),

78              .length                 = SZ_64K,

79              .type          = MT_DEVICE

80    }, {

81              .virtual       = PCI_IO_VADDR,

82              .pfn            = __phys_to_pfn(PHYS_PCI_IO_BASE),

83              .length                 = SZ_64K,

84              .type          = MT_DEVICE

85    }

86 };

此后，在设备驱动中访问经过map_desc数组映射后的I/O内存时，直接在map_desc中该段的虚拟地址上加上相应的偏移即可，不再需要使用ioremap()。