request_mem_region,ioremap和phys_to_virt()

 

Linux在頭文件include/linux/ioport.h中定義了三個對I/O內存資源進行操作的宏：
(1)request_mem_region()宏，請求分配指定的I/O內存資源。
(2)check_mem_region()宏，檢查指定的I/O內存資源是否已被佔用。
(3)release_mem_region()宏，釋放指定的I/O內存資源。
這三個宏的定義如下：
#define request_mem_region(start,n,name) 　 __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name))
#define check_mem_region(start,n) 　　 __check_region(&iomem_resource, (start), (n))
#define release_mem_region(start,n) 　　__release_region(&iomem_resource, (start), (n))
　　 其中，參數start是I/O內存資源的起始物理地址（是CPU在RAM物理地址空間中的物理地址），參數n指定I/O內存資源的大小。在請求IO內存資源成功後，開始用ioremap進行映射操作。

void * __ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags) 將一個IO地址空間映射到內核的虛擬地址空間上去，便於訪問。入口：phys_addr是要映射的起始的IO地址；size是要映射的空間的大小；flag是要映射的IO空間的和權限有關的標誌；
實現：對要映射的IO地址空間進行判斷，低PCI/ISA地址不需要重新映射，也不允許用戶將IO地址空間映射到正在使用的RAM中，最後申請一個 vm_area_struct結構，調用remap_area_pages填寫頁表，若填寫過程不成功則釋放申請的vm_area_struct空間；根據虛擬地址和欲映射的物理地址修改頁表，之後內核就可以用這個虛擬地址來訪問映射的物理地址了。
對於直接映射的I/O地址ioremap不做任何事情(比如不帶MMU的Uclinux中就直接返回物理地址) 。有了ioremap(和iounmap)，設備就可以訪問任何I/O內存空間，不論它是否直接映射到虛擬地址空間。但是，這些地址永遠不能直接使用(像kmalloc返回的地址那樣用)，而要用readb這種函數。

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同樣是從物理地址分配得到虛擬地址，還有以下這個函數：phys_to_virt（）實際地址轉換成虛擬地址，兩者是有區別的。用ioremap 和 phys_to_virt 做物理地址於虛擬地址的轉換髮現：

addr = (unsigned int volatile *)ioremap(0x56000088,12);
printk(KERN_ALERT"%x/n",addr);
addr = (unsigned int volatile *) phys_to_virt(0x56000088);
printk(KERN_ALERT"%x/n",addr);

兩個函數返回的addr值不一樣。原因在於：

（1）在內核中phys_to_virt只是給地址減去一個固定的偏移 ：

#ifndef __virt_to_phys
#define __virt_to_phys(x) ((x) - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET)
#define __phys_to_virt(x) ((x) - PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET)
#endif

注意：PHYS_OFFSET =0x50000000，在帶MMU的內核中，PAGE_OFFSET是0xc0000000；不帶MMU的內核中，與PHYS_OFFSET 同。

（2）而ioremap()的原則就是內核會根據指定的物理地址新建映射頁表，物理地址和虛擬地址的關係就由這些頁表來搭建！：

這個從ioremap的函數體可以看出來。