1 说明

由于开发需要，需要通过memory传输数据，所以使用devmem 方式读写数据，操作linux 内存数据。devmem的方式是提供给驱动开发人员，在应用层能够侦测内存地址中的数据变化，以此来检测驱动中对内存或者相关配置的正确性验证。

2 开发环境

软件环境： ubuntu 虚拟机、arm-xilinx 交叉编译工具链

硬件环境: ZYNQ7010

3 内存地址说明

基本上的内存物理地址都可以访问，但是如果需要ZYNQ的PS 和PL 都能读写数据，需要查看芯片的datasheet，确定哪个地址可以互相读写数据。

通过《ug585-Zynq-7000-TRM.pdf》 的 29章表格“Table 29‐1: Initial OCM/DDR Address Map” 可以得到地址分配。

表3-1 ZYNQ7010 芯片地址分配

从表格3-1得知，DDR的物理地址对应为 0x0010_0000 - 3FFF_FFFF

4 devmem 工具

工具的原理也比较简单，就是应用程序通过mmap函数实现对/dev/mem驱动中mmap方法的使用，映射了设备的内存到用户空间，实现对这些物理地址的读写操作。

代码如下：

/**

* @addtogroup module_devmem

* @{

*/

/**

* @file

* @brief 内存管理工具，仿照标准linux devmem 工具进行改良，可以自由读写linux内存数据。

* @details 驱动接口。

* @version 1.1.0

* @author sky.houfei

* @date 2019-8-6

*/

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

//*****************************************************************************

#define FATAL 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 //映射的内存区大小(一般为一个叶框大小)

#define MAP_MASK (MAP_SIZE - 1) //MAP_MASK = 0XFFF

//*****************************************************************************

/**

* @brief 直接写入到内存实际的物理地址。

* @details 通过 mmap 映射关系，找到对应的内存实际物理地址对应的虚拟地址，然后写入数据。

* 写入长度，每次最低4字节

* @param[in] writeAddr, unsigned long, 需要操作的物理地址。

* @param[in] buf，unsigned long *, 需要写入的数据。

* @param[in] len，unsigned long, 需要写入的长度，4字节为单位。

* @return ret, int, 如果发送成功，返回0，发送失败，返回-1。

*/

static int Devmem_Write(unsigned long writeAddr, unsigned long* buf, unsigned long len)

{

int i = 0;

int ret = 0;

int fd;

void *map_base, *virt_addr;

unsigned long addr = writeAddr;

int offset_len = 0;

if(len == 0)

{

printf("%s %s %d, len = 0\n", __FILE__, __func__, __LINE__);

return -1;

}

if ((fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC)) == -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

return -1;

}

/* Map one page */ //将内核空间映射到用户空间

map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, addr & ~MAP_MASK);

if(map_base == (void *) -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return -1;

}

// 发送实际数据内容

for (i = 0; i < len; i++)

{

// 翻页处理

if(offset_len >= MAP_MASK)

{

offset_len = 0;

if(munmap(map_base, MAP_SIZE) == -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return -1;

}

map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, addr & ~MAP_MASK);

if(map_base == (void *) -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return -1;

}

printf("map_base over 4k = [%p].\n", map_base);// 翻页打印提示

}

virt_addr = map_base + (addr & MAP_MASK);// 映射地址

*((unsigned long *) virt_addr) = buf[i]; // 写入数据

addr += 4;

offset_len += 4;

}

if(munmap(map_base, MAP_SIZE) == -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

return -1;

}

close(fd);

return 0;

}

/**

* @brief 从实际物理地址读取数据。

* @details 通过 mmap 映射关系，找到对应的实际物理地址对应的虚拟地址，然后读取数据。

* 读取长度，每次最低4字节。

* @param[in] readAddr, unsigned long, 需要操作的物理地址。

* @param[out] buf，unsigned char *, 读取数据的buf地址。

* @param[in] bufLen，unsigned long , buf 参数的容量，4字节为单位，如 unsigned long buf[100]，那么最大能接收100个4字节。

* 用于避免因为buf容量不足，导致素组越界之类的软件崩溃问题。

* @return len，unsigned long, 读取的数据长度，字节为单位。如果读取出错，则返回0，如果正确，则返回对应的长度。

*/

static int Devmem_Read(unsigned long readAddr, unsigned long* buf, unsigned long len)

{

int i = 0;

int fd,ret;

int offset_len = 0;

void *map_base, *virt_addr;

off_t addr = readAddr;

unsigned long littleEndianLength = 0;

if ((fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC)) == -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

return 0;

}

/* Map one page */ //将内核空间映射到用户空间

map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, addr & ~MAP_MASK);

if(map_base == (void *) -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return 0;

}

for (i = 0; i < len; i++)

{

// 翻页处理

if(offset_len >= MAP_MASK)

{

offset_len = 0;

if(munmap(map_base, MAP_SIZE) == -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return 0;

}

map_base = mmap(0, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, addr & ~MAP_MASK);

if(map_base == (void *) -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return 0;

}

}

virt_addr = map_base + (addr & MAP_MASK);// 将内核空间映射到用户空间操作

buf[i] = *((unsigned long *) virt_addr);// 读取数据

addr += 4;

offset_len += 4;

}

if(munmap(map_base, MAP_SIZE) == -1)

{

fprintf(stderr, "Error at line %d, file %s (%d) [%s]\n", __LINE__, __FILE__, errno, strerror(errno));

close(fd);

return 0;

}

close(fd);

return i;

}

static void Devmem_usage(void)

{

printf("Usage ./devmem_tool read/write 0xfa0000 20\n");

printf("The read/write is the command type, read or write data to memory\n");

printf("The 0xfa2000 is the memory physical address\n");

printf("The 20 is read/write data length, uint is 4 byte, so it is total 20 * 4 = 80 bytes\n");

printf("Usage: ./devmem_tool read 0xfa0000 20\n");

printf("Usage: ./devmem_tool write 0xfa0000 20\n");

}

/**

* @brief 内存工具主函数。

* @details 操作方法，请参考Devmem_usage 函数。

* 读取内存数据： ./devmem_tool read 0xfa0000 20

* 读取内存物理地址 0xfa0000作为起始地址，一共读取20个4字节，共计 20 * 4 = 80 字节。

* 写入内存数据： ./devmem_tool write 0xfa0000 20

* 写入内存物理地址 0xfa0000作为起始地址，一共写入20个4字节，共计 20 * 4 = 80 字节。

*/

int main(int argc, char** argv)

{

unsigned long len = 0;

unsigned long writeData[8192];

unsigned long readData[8192];

unsigned long addr = 0;

unsigned long i = 0;

if (argc != 4)

{

Devmem_usage();

return 0;

}

addr = strtoul(argv[2], 0, 0);

len = strtoul(argv[3], 0, 0);

if (strcmp(argv[1], "read") == 0)

{

printf("read data\n");

memset(readData, 0, len);

Devmem_Read(addr, readData, len);// 读取数据

for (i = 0; i < len; i++)

{

printf("address = 0x%08x, data = 0x%08x\n", (addr + i * 4), readData[i]);

}

}

else if (strcmp(argv[1], "write") == 0)

{

printf("write data\n");

memset(writeData, 0, len);

for (i = 0; i < len; i++)

{

writeData[i] = i;

}

Devmem_Write(addr, writeData, len);// 写入数据

}

else

{

printf("error command type\n");

Devmem_usage();

}

}

5 编译调试

使用交叉编译工具链进行编译

arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc -o devmem_tool devmem.c

1

将编译好的 devmem_tool 下载到开发板，运行测试，本工具一次操作4个字节。

测试命令如下：

* 读取内存数据： ./devmem_tool read 0xfa0000 20

* 读取内存物理地址 0xfa0000作为起始地址，一共读取20个4字节，共计 20 * 4 = 80 字节。

* 写入内存数据： ./devmem_tool write 0xfa0000 20

* 写入内存物理地址 0xfa0000作为起始地址，一共写入20个4字节，共计 20 * 4 = 80 字节。

标签：__,MAP,errno,Linux,unsigned,len,long,memory,内存地址

来源： https://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/13597581.html