Linux 中的直接内存访问

2024-04-12

我正在尝试直接访问嵌入式 Linux 项目的物理内存,但我不确定如何最好地指定内存供我使用。

如果我定期启动设备并访问 /dev/mem,我就可以轻松地读写任何我想要的位置。然而,在这里,我访问的是可以轻松分配给任何进程的内存;我不想做

我的 /dev/mem 代码是(所有错误检查等均已删除):

mem_fd = open("/dev/mem", O_RDWR));
mem_p = malloc(SIZE + (PAGE_SIZE - 1));
if ((unsigned long) mem_p % PAGE_SIZE) {
    mem_p += PAGE_SIZE - ((unsigned long) mem_p % PAGE_SIZE);
}
mem_p = (unsigned char *) mmap(mem_p, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_FIXED, mem_fd, BASE_ADDRESS);

这有效。然而,我想使用其他人不会接触的内存。我尝试通过使用 mem=XXXm 启动来限制内核看到的内存量,然后将 BASE_ADDRESS 设置为高于该值(但低于物理内存),但它似乎并没有一致地访问相同的内存。

根据我在网上看到的内容,我怀疑我可能需要一个使用 ioremap() 或 remap_pfn_range() (或两者都???)的内核模块(这是可以的),但我完全不知道如何;有人可以帮忙吗?

编辑: 我想要的是一种始终访问相同物理内存(例如,价值 1.5MB)的方法,并将该内存放在一边,以便内核不会将其分配给任何其他进程。

我正在尝试重现我们在其他操作系统中拥有的系统(没有内存管理),我可以通过链接器在内存中分配一个空间,并使用类似的东西访问它

*(unsigned char *)0x12345678

编辑2: 我想我应该提供更多细节。该内存空间将用作 RAM 缓冲区,为嵌入式应用提供高性能日志记录解决方案。在我们现有的系统中,在软重启期间没有任何东西可以清除或扰乱物理内存。因此,如果我向物理地址 X 写入一个位,然后重新启动系统,则重新启动后仍会设置相同的位。这已经在运行 VxWorks 的完全相同的硬件上进行了测试(该逻辑在不同平台上的 Nucleus RTOS 和 OS20 中也能很好地工作,FWIW)。我的想法是在 Linux 中尝试同样的事情,直接寻址物理内存;因此,每次启动时获得相同的地址至关重要。

我可能应该澄清一下,这是针对内核 2.6.12 及更高版本的。

编辑3: 这是我的代码,首先是内核模块的代码,然后是用户空间应用程序的代码。

为了使用它,我用 mem=95m 启动,然后 insmod foo-module.ko ,然后 mknod mknod /dev/foo c 32 0 ,然后运行 ​​foo-user ,它就死掉了。在 gdb 下运行表明它在分配时终止,尽管在 gdb 中,我无法取消引用从 mmap 获得的地址(尽管 printf 可以)

foo-module.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/config.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <asm/io.h>

#define VERSION_STR "1.0.0"
#define FOO_BUFFER_SIZE (1u*1024u*1024u)
#define FOO_BUFFER_OFFSET (95u*1024u*1024u)
#define FOO_MAJOR 32
#define FOO_NAME "foo"

static const char *foo_version = "@(#) foo Support version " VERSION_STR " " __DATE__ " " __TIME__;

static void    *pt = NULL;

static int      foo_release(struct inode *inode, struct file *file);
static int      foo_open(struct inode *inode, struct file *file);
static int      foo_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma);

struct file_operations foo_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .llseek = NULL,
    .read = NULL,
    .write = NULL,
    .readdir = NULL,
    .poll = NULL,
    .ioctl = NULL,
    .mmap = foo_mmap,
    .open = foo_open,
    .flush = NULL,
    .release = foo_release,
    .fsync = NULL,
    .fasync = NULL,
    .lock = NULL,
    .readv = NULL,
    .writev = NULL,
};

static int __init foo_init(void)
{
    int             i;
    printk(KERN_NOTICE "Loading foo support module\n");
    printk(KERN_INFO "Version %s\n", foo_version);
    printk(KERN_INFO "Preparing device /dev/foo\n");
    i = register_chrdev(FOO_MAJOR, FOO_NAME, &foo_fops);
    if (i != 0) {
        return -EIO;
        printk(KERN_ERR "Device couldn't be registered!");
    }
    printk(KERN_NOTICE "Device ready.\n");
    printk(KERN_NOTICE "Make sure to run mknod /dev/foo c %d 0\n", FOO_MAJOR);
    printk(KERN_INFO "Allocating memory\n");
    pt = ioremap(FOO_BUFFER_OFFSET, FOO_BUFFER_SIZE);
    if (pt == NULL) {
        printk(KERN_ERR "Unable to remap memory\n");
        return 1;
    }
    printk(KERN_INFO "ioremap returned %p\n", pt);
    return 0;
}
static void __exit foo_exit(void)
{
    printk(KERN_NOTICE "Unloading foo support module\n");
    unregister_chrdev(FOO_MAJOR, FOO_NAME);
    if (pt != NULL) {
        printk(KERN_INFO "Unmapping memory at %p\n", pt);
        iounmap(pt);
    } else {
        printk(KERN_WARNING "No memory to unmap!\n");
    }
    return;
}
static int foo_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("foo_open\n");
    return 0;
}
static int foo_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("foo_release\n");
    return 0;
}
static int foo_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
{
    int             ret;
    if (pt == NULL) {
        printk(KERN_ERR "Memory not mapped!\n");
        return -EAGAIN;
    }
    if ((vma->vm_end - vma->vm_start) != FOO_BUFFER_SIZE) {
        printk(KERN_ERR "Error: sizes don't match (buffer size = %d, requested size = %lu)\n", FOO_BUFFER_SIZE, vma->vm_end - vma->vm_start);
        return -EAGAIN;
    }
    ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, (unsigned long) pt, vma->vm_end - vma->vm_start, PAGE_SHARED);
    if (ret != 0) {
        printk(KERN_ERR "Error in calling remap_pfn_range: returned %d\n", ret);
        return -EAGAIN;
    }
    return 0;
}
module_init(foo_init);
module_exit(foo_exit);
MODULE_AUTHOR("Mike Miller");
MODULE_LICENSE("NONE");
MODULE_VERSION(VERSION_STR);
MODULE_DESCRIPTION("Provides support for foo to access direct memory");

foo-user.c

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>

int main(void)
{
    int             fd;
    char           *mptr;
    fd = open("/dev/foo", O_RDWR | O_SYNC);
    if (fd == -1) {
        printf("open error...\n");
        return 1;
    }
    mptr = mmap(0, 1 * 1024 * 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_FILE | MAP_SHARED, fd, 4096);
    printf("On start, mptr points to 0x%lX.\n",(unsigned long) mptr);
    printf("mptr points to 0x%lX. *mptr = 0x%X\n", (unsigned long) mptr, *mptr);
    mptr[0] = 'a';
    mptr[1] = 'b';
    printf("mptr points to 0x%lX. *mptr = 0x%X\n", (unsigned long) mptr, *mptr);
    close(fd);
    return 0;
}

我想你可以找到很多关于 kmalloc + mmap 部分的文档。 但是,我不确定您是否可以以连续的方式 kmalloc 这么多内存,并始终将其放在同一位置。当然,如果一切都始终相同,那么您可能会得到一个恒定的地址。但是,每次更改内核代码时,您都会得到不同的地址,因此我不会采用 kmalloc 解决方案。

我认为你应该在启动时保留一些内存,即保留一些物理内存,这样内核就不会触及它。然后你可以重新映射这个内存,这会给你 一个内核虚拟地址,然后你可以映射它并编写一个漂亮的设备驱动程序。

这让我们回到Linux设备驱动程序 http://lwn.net/Kernel/LDD3/PDF 格式。看一下第 15 章,第 443 页描述了这种技术

编辑:ioremap 和 mmap。 我认为这可能更容易分两步调试:首先获取 ioremap 对了,并使用字符设备操作(即读/写)对其进行测试。一旦您知道可以使用读/写安全地访问整个 ioremapped 内存,那么您可以尝试 mmap 整个 ioremapped 范围。

如果您遇到麻烦,可以发布另一个有关映射的问题

编辑:remap_pfn_range ioremap 返回一个 virtual_adress,您必须将其转换为 remap_pfn_ranges 的 pfn。 现在,我不明白 pfn(页框号)到底是什么,但我认为你可以打一个电话

virt_to_phys(pt) >> PAGE_SHIFT

这可能不是正确的方法(tm),但你应该尝试一下

您还应该检查 FOO_MEM_OFFSET 是否是 RAM 块的物理地址。也就是说,在 mmu 发生任何事情之前,您的内存在处理器内存映射中的 0 处可用。

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

Linux 中的直接内存访问 的相关文章

  • 编译错误:linux/module.h:没有这样的文件或目录

    我写了一个简单的模块 define KERNEL define MODULE include
  • 卸载屏幕外的 UIImageView 图像

    我正在 Ipad 上编写一个应用程序 在我的应用程序的某个时刻 我使用presentModalViewController 呈现一个ViewController 我的 ViewController 是一个 UISScrollView 它采用
  • 运行时之前初始化的数据段值将存储在哪里?

    通常数据段在C code位于RAM易失性存储器 由初始化数据段组成 未初始化数据段 BSS 堆栈内存和堆 堆栈内存仅在运行时调用例程和在push and pull的价值观 堆用于动态内存分配调用malloc calloc and reall
  • iPhone应用程序NSNumber内存泄漏

    我遇到了内存泄漏 但我不知道它从哪里来以及如何修复它 在某些时候 我计算两个位置之间的距离 double calc self getDistance location to otherLocation NSNumber distance N
  • c 中的分叉和管道过程

    所以我有一个项目要做 但我完全被难住了 我花了十个小时却一无所获 我并不是特别想要答案的代码 但是一些伪代码和正确方向的良好提示将有帮助 它分叉多个进程 k 命令行参数 通过管道连接 每个进程都连接到下一个进程 最后一个进程连接到第一个进程
  • u-boot:搬迁

    这是一个与u boot相关的基本问题 为什么 u boot 代码会自行重新定位 好吧 如果 u boot 是从 NOR flash 或启动 ROM 空间执行 那么这是有道理的 但如果它已经从 SDRAM 运行 为什么它必须再次重新定位自己呢
  • CMake:不要为链接中使用的单个库设置 rpath

    我想要做的是配置我的 CMakeLists 文件 以便在构建我的项目时 链接器使用驻留在我的构建树中的共享库 so 的副本来链接可执行文件 但不会在中设置 rpath链接的可执行文件 以便系统必须在加载程序请求时提供该库 具体来说 我想在构
  • POSIX:FreeBSD 与 Linux 中的管道系统调用

    在 Linux 2 6 35 22 generic 中 man pipe指出 pipeline 创建一个管道 一个可用于进程间通信的单向数据通道 在 FreeBSD 6 3 RELEASE p5 中 man pipe指出 pipeline
  • 将尾部输出重定向到程序中

    我想使用 tail 作为标准输入向程序发送文本文件中的最新行 首先 我向程序回显一些每次都相同的输入 然后从输入文件发送尾部输入 该输入文件应首先通过 sed 处理 以下是我期望工作的命令行 但是当程序运行时 它只接收回显输入 而不接收尾部
  • 在 LINUX 上测量 TLB 未命中的命令

    有人可以指导我使用一个命令来测量 LINUX 上的 TLB 未命中吗 是否可以将轻微页面错误视为 TLB 未命中 您可以使用perf去做这个 前提是你的CPU支持 Use perf list了解可用的计数器 当我拿到这个列表并查找 TLB
  • 使用Linux虚拟鼠标驱动

    我正在尝试实施一个虚拟鼠标驱动程序根据基本 Linux 设备驱动程序书 有一个用户空间应用程序 它生成坐标以及内核模块 See 虚拟鼠标驱动程序和用户空间应用程序代码 http www embeddedlinux org cn Essent
  • 是否可以允许jenkins访问只有root或某些特定程序可以访问的文件?

    我基本上想做的是允许 jenkins 访问我的 android sdk linux 文件夹和所有子目录 我的老板不想自己更改文件夹的权限 我应该在构建过程中这样做 我见过一些在构建过程中在执行 shell 中运行一些命令的示例 是否可以在该
  • 获取当前时间(以小时和分钟为单位)

    我正在尝试从系统收集信息 并且需要获取当前时间 以小时和分钟为单位 目前我有 date awk print 4 输出如下 16 18 54 怎样才能把秒数去掉呢 提供格式字符串 date H M Running man date将给出所有格
  • Kubernetes Pod 已终止 - 退出代码 137

    我需要一些关于 k8s 1 14 和在其上运行 gitlab 管道所面临的问题的建议 许多作业都会抛出退出代码 137 错误 我发现这意味着容器突然终止 集群信息 库伯内特版本 1 14 使用的云 AWS EKS 节点 C5 4xLarge
  • Java 6 内存使用过多

    对于大型应用程序 Java 6 消耗的内存是否比您预期的要多 我有一个已经开发多年的应用程序 到目前为止 在我的特定测试配置中 该应用程序占用了大约 30 40 MB 的空间 现在 对于 Java 6u10 和 11 活动时需要数百个时间
  • Ubuntu 上的 Docker 无法连接到本地主机,但可以连接到其 IP

    我运行的是 Ubuntu 18 04 uname r 5 3 0 46 generic 我已经安装了docker docker version Docker version 19 03 8 build afacb8b7f0 我有一个简单的
  • 使用 parse.com 并遇到分配内存问题

    我是编程新手 过去 3 个月我一直在制作应用程序 并学到了一些东西 但我还没有遇到如何解决这个问题 我一直使用 Parse com 作为我的服务器 发送图片 保存用户数据等 有了所有这些数据 如果我多次打开某些活动 特别是带有图片的活动 应
  • numpy.ndarray 对象不被垃圾回收

    在尝试微调某些 C C 函数的 Python 绑定中的一些内存泄漏时 我发现了一些与 Numpy 数组的垃圾收集相关的奇怪行为 为了更好地解释这种行为 我创建了几个简化的案例 该代码是使用memory profiler 其输出紧随其后 当涉
  • 为什么我的 Java 代码执行 bash 命令不正确?

    我试图让我的 Java 程序与 Linux bash 交互 但出了问题 我有一个简单的可执行文件prog从中读取一个整数stdin并输出其平方 执行中 echo 5 prog 从 bash 本身打印正确答案25 in stdout但运行 i
  • Windows 上任何单个进程可以寻址的最大内存量

    Windows 版本的内存限制 http msdn microsoft com en us library windows desktop aa366778 28v vs 85 29 aspx回答 Windows 上任何单个进程可以寻址的最

随机推荐