串行端口的mmap IO端口地址

Question

我正在检查串行端口(uart) 0x2f8的io-port地址是否可以映射到用户空间。我希望自己在驱动程序中做到这一点，而不是使用任何库来知道需要哪些api来实现这一点。但是，考虑到这是特定于x86和端口IO的，我不确定它是否真的可以做到。不管怎样，我已经在用户空间中编写了一个mmap函数和调用者。

Setting up the mapping is as below:

res = request_region(base_addr, 8 ,"custom_serial_device");
void __iomem * mem_base_addr = ioport_map(base_addr, 8);
iowrite8(0x01, (u8 *)my_dev->mem_base_addr + 3); /*Few more configs and works fine */
/* After this I am able to make the uart function in software loopback mode */

现在我决定在这个地址上尝试mmap：

static int my_dev_mmap(struct file *filep, struct vm_area_struct *vma) {
    SERIAL_DEV *my_dev = (SERIAL_DEV*)filep->private_data;
    unsigned long pfn;
    size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
    unsigned long phys_addr;

    if (vma->vm_end - vma->vm_start != PAGE_SIZE) {
            return -EINVAL;
    }
    if (PAGE_SIZE > (1 << 16))
            return -ENOSYS;

    vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
    vma->vm_flags |= VM_IO;
    /*ioport_map gives virtual address so I am using below to get physical addr */
    phys_addr = virt_to_phys(my_dev->mem_base_addr);
    pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
    printk("GNA: mmap called: vm-start: 0x%lx vm-end: 0x%lx mem_base: 0x%lx phys: 0x%lx pfn: %lu\n",
                 vma->vm_start, vma->vm_end, (unsigned long)my_dev->mem_base_addr, phys_addr, pfn);

    if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot)) {
            printk("GNA: mmap failed\n");
            return -EAGAIN;
    }
        return 0;
}

我得到的打印结果如下：

Dec 19 11:05:00 realtek-dpdk kernel: [ 4624.894086] GNA: mmap called: 
vm-start: 0x7fa150f4d000  --> Kernel allocates this range which is in user space 
vm-end: 0x7fa150f4e000 
mem_base: 0x102f8 
phys: 0x6587800102f8    --> Virt_to_phys gave this which seems wrong
pfn: 27254063120

当我打印mmap'd内存时，我期望0x5A位于从0x2f8 (uart的基址)到0x7 (高速暂存)的偏移量。然而，我没有看到预期的输出。

我尝试的另一种方法是，ioport_map给出了一个地址0x102f8，它看起来不像是一个虚拟地址，但更像是一个物理地址(基址+ 0x2f8)，所以，我直接使用这个地址来获取pfn。但结果仍然是一样的。

我的用户空间程序如下：

address = mmap(NULL, PAGE_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, configfd, 0);

在此之后，我尝试找到在高速暂存存储器中偏移量0x7处写入的值。

for (int i = 0 ; i < 10; i++) {
    printf("Value: 0x%x 0x%x\n", address[i], address[0x2f8 + i]);
}

那么，有没有可能mmap()一个ioport。如果是，请告诉我正确的步骤。

PS:虽然这是x86，但我添加了embedded-linux标签，以便从平台端获得一些帮助，以防有人知道其中的区别。

Answer 1

注意:此答案与x86相关。

I/O端口通过IN和OUT指令访问。

应该可以映射一个由驱动程序管理的反弹缓冲区，并使用这些指令将其写出到串行。您可能需要为同步编写一个接口(例如，flush ioctl)。

与基于MMIO的设备不同，您不能粗略地将接触设备的内存直接映射到用户空间，因为该内存并不存在。

您可以尝试篡改I/O端口权限，以便用户空间可以访问I/O端口本身。ioperm syscall (可能还有其他)管理这一点。