linux mmap从用户空间应用程序访问PCI内存区域

Question

作为对我的PCI驱动程序的第一级测试，我希望能够通过我的用户应用程序中的/sys/bus/pci/设备/0000:01:00.0/ pci_iomap 0文件访问区域。mmap的手册页、我找到的示例程序和其他帖子似乎表明用户进程访问应该工作。但有些文章似乎指出，mmap调用需要通过ioctl访问器在内核内执行。

我的问题是PCI sysfs资源文件的mmap()应该在应用程序空间？中工作吗？

当我运行我的代码时，mmap返回一个看起来有效的地址，但是当我尝试访问虚拟地址时，我会得到一个总线错误。我相信我的终端设备-- PCI到Xilinx桥--在FPGA上运行正常，因为我可以通过一个windows PCIe实用程序(Win驱动程序)对它进行R/W处理，我在一个带有Linux 3.12.37的LS1021A ARM7处理器上。

谢谢比尔

并不是我想让任何人调试我的代码，但是我所做的可能最好的解释了代码，所以我也包含了它。如果粘贴的代码没有正确显示，我很抱歉。希望是的。

我运行下面的代码，得到root@ls1021aiot:~# pcimem /sys/bus/pci/设备/0000:01:00.0/resource0 0 0 w

/sys/bus/pci/设备/0000:01:00.0/resource0 0打开。目标偏移量为0x0，页大小为4096映射掩码为0xFFF mmap(0,4096，0x3，0x1，3，0x0) mmap(0,4096，0x3，0x0)将PCI 4096字节区域映射到map_base 0x76fb5000。PCI内存映射访问0x76FB5000。总线误差

 /*
 * pcimem.c: Simple program to read/write from/to a pci device from userspace.
 *
 *  Copyright (C) 2010, Bill Farrow (bfarrow@beyondelectronics.us)
 *
 *  Based on the devmem2.c code
 *  Copyright (C) 2000, Jan-Derk Bakker (J.D.Bakker@its.tudelft.nl)
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License as published by
 * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 * (at your option) any later version.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 * 
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this program; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 *
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <ctype.h>
#include <termios.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/pci.h>


#define PRINT_ERROR \
    do { \
        fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", \
        __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno)); exit(1); \
    } while(0)

#define MAP_SIZE 4096UL
#define MAP_MASK (MAP_SIZE - 1)

int main(int argc, char **argv) {
    int fd; 
    void *map_base, *virt_addr;
    uint32_t read_result, writeval;
    char *filename;
    off_t target;
    int access_type = 'w';

    if(argc < 3) {
        // pcimem /sys/bus/pci/devices/0001\:00\:07.0/resource0 0x100 w 0x00
        // argv[0]  [1]                                         [2]   [3] [4]
        fprintf(stderr, "\nUsage:\t%s { sys file } { offset } [ type [ data ] ]\n"
                "\tsys file: sysfs file for the pci resource to act on\n"
                "\toffset  : offset into pci memory region to act upon\n"
                "\ttype    : access operation type : [b]yte, [h]alfword, [w]ord\n"
                "\tdata    : data to be written\n\n",
                argv[0]);
        exit(1);
    }   
    filename = argv[1];
    target = strtoul(argv[2], 0, 0); 

    if(argc > 3)
        access_type = tolower(argv[3][0]);

    if((fd = open(filename, O_RDWR | O_SYNC)) == -1){
        PRINT_ERROR;
    }
    printf("%s opened.\n", filename);
    printf("Target offset is 0x%x, page size is %ld map mask is 0x%lX\n", (int) target, sysconf(_SC_PAGE_SIZE), MAP_MASK);
    fflush(stdout);

    /* Map one page */
#if 0
    //map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, (off_t) (target & ~MAP_MASK));
    //map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, target & ~MAP_MASK);
#endif
    printf("mmap(%d, %ld, 0x%x, 0x%x, %d, 0x%x)\n", 0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, (int) (target & ~MAP_MASK));
    map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, (target & ~MAP_MASK));
    if(map_base == (void *) -1){
       printf("PCI Memory mapped ERROR.\n");
        PRINT_ERROR;
        close(fd);
        return 1;
    }

    printf("mmap(%d, %ld, 0x%x, 0x%x, %d, 0x%x)\n", 0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, (int) (target & ~MAP_MASK));
    printf("PCI Memory mapped %ld byte region to map_base 0x%08lx.\n", MAP_SIZE, (unsigned long) map_base);
    fflush(stdout);

    virt_addr = map_base + (target & MAP_MASK);
    printf("PCI Memory mapped access 0x %08X.\n", (uint32_t ) virt_addr);
   switch(access_type) {
        case 'b':
                read_result = *((uint8_t *) virt_addr);
                break;  
        case 'h':
                read_result = *((uint16_t *) virt_addr);
                break;  
        case 'w':
                read_result = *((uint32_t *) virt_addr);
                        printf("READ Value at offset 0x%X (%p): 0x%X\n", (int) target, virt_addr, read_result);
                break;
        default:
                fprintf(stderr, "Illegal data type '%c'.\n", access_type);
                exit(2);
    }
    fflush(stdout);

    if(argc > 4) {
        writeval = strtoul(argv[4], 0, 0);
        switch(access_type) {
                case 'b':
                        *((uint8_t *) virt_addr) = writeval;
                        read_result = *((uint8_t *) virt_addr);
                        break;
                case 'h':
                        *((uint16_t *) virt_addr) = writeval;
                        read_result = *((uint16_t *) virt_addr);
                        break;
                case 'w':
                        *((uint32_t *) virt_addr) = writeval;
                        read_result = *((uint32_t *) virt_addr);
                        break;
        }
        printf("Written 0x%X; readback 0x%X\n", writeval, read_result);
        fflush(stdout);
    }

    if(munmap(map_base, MAP_SIZE) == -1) { PRINT_ERROR;}
    close(fd);
    return 0;
}

Answer 1

您可以查看调试程序代码，可用的这里。如果您有总线错误，这可能是一个FPGA的设计问题。您的IP AXI总线是否接受32位/16位/8位的访问？确保使用正确的地址访问内存(如果32位地址必须被4除，如果16位被2除)。

Answer 2

在NXP LS1021A处理器上还没有找到修复程序，但是我在一台x86_64机器上进行了测试，在那里mmap工作在同一个PCIe边缘目标上。我所拥有的NXP ARMv7处理器是一个40位内部地址空间设备，但它是一个32位处理器。这必须为未正确处理的虚拟地址表提供一个特例。两个PCIe根设备被映射到较高的地址空间。最后，我只编写了一个IOCTL驱动程序，并使用内核空间中的读和写例程来访问我在探测设备时缓存的pci_iomap()指针。NXP提供了一个建议，我在下面引用，但我仍然得到相同的总线错误。如果他们解决了我会更新的。

关于mmap。这是来自软件团队的响应。使用mmap64()将40位phy_address映射到32 virt_addr，或者继续使用mmap，但在编译时添加“-D_FILE_OFFSET_BITS=64”。

最新消息。我从NXP收到了一个新版本的工具链，mmap64在其中可用。我对此的看法是，当您希望访问文件和偏移大于4GB文件时，只需要在32位系统上使用mmap64支持。通过用mmap64替换对mmap的调用，我使用的测试现在正确运行。

Answer 3

我有同样的问题(公共汽车错误)，而我没有做任何工作。

最后，使用uio_pci_generic解决了这一问题。

驱动程序似乎允许从用户空间使用mmap (没有驱动程序，这是不可能的)。

更多信息可以在这里找到：

https://github.com/rumpkernel/wiki/wiki/Howto:-Accessing-PCI-devices-from-userspace