内核里面writel是如何实现的

最新推荐文章于 2024-08-12 23:00:00 发布

quyang0602

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分类专栏：驱动程序文章标签： io structure macros vector file function

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本文详细探讨了Linux内核中writel函数的工作原理及其底层实现细节。从源代码出发，逐步解析了如何通过宏定义及特定架构的指令完成内存地址的数据写入操作，并解释了内存屏障的作用。

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在邮件列表里讨论了一下writel是如何实现的，这个函数实现在操作系统层，有内存保护的情况下，往一个寄存器或者内存地址写一个数据。

在arch/alpha/kernel/io.c中有

188 void writel(u32 b, volatile void __iomem *addr)
189 {
190 __raw_writel(b, addr);
191 mb();
192 }

这样一个writel函数的作用应该是向一个地址上写一个值，我想知道这个函数底下具体实现的细节，于是往下继续跟踪代码：_ _raw_writel(b, addr);

129 void __raw_writel(u32 b, volatile void __iomem *addr)
130 {
131 IO_CONCAT(__IO_PREFIX,writel)( b, addr);
132 }

再往下跟踪 IO_CONCAT，在对应的io. h中的定义如下：

134 #define IO_CONCAT(a,b) _IO_CONCAT(a,b)
135 #define _IO_CONCAT(a,b) a ## _ ## b

这段代码前几天问过了，是标示将两边的字符串连接起来的意思。

跟踪__IO_PREFIX 定义如下

501 #undef __IO_PREFIX
502 #define __IO_PREFIX apecs

到这里就结束了，再往下我就晕了，有问题如下：

1、到底是怎么将数据写入地址的？我把这些单独提取出来，进行预编译，宏展开后，发现是这样的：

void __raw_writel( )
{
apecs_writel(b, addr);
}

但是在内核里根本就没找到apecs_writel函数，请帮忙解释下。

For the first question,
you should refer to the file "arch\alpha\kernle\Machvec_ impl.h"
"~\Machve.h" "~\io.c" "~\io.h" "~\core_**.h".

as you have analysized before, in the file Machvec_impl.h and Machve.h,
DO_CIA_IO,IO,IO_LITE, these three macros implement the symbole
connection between ** arch and writel function, and the function
pointer initializations.
so, the details implementation to writel is to init the
alpha_machine_vector structure and the definition to the relevant
function pointer invoked to complete the low-level write operation.

.mv_writel =CAT(low,_writel),<---IO(CIA, cia)<-->cia_writel(b, addr); <---

|
writel(b, addr)-->__raw_writel(b, addr);--->cia_writel(b,addr)-- -------------

For the second quesiton,
mb()--->__asm__ __volatile__("mb": : :"memory");
so, it is a memory barrier for alpha architecture to ensure some
operations before some actions could be occured.
and, it is similiar with the barrier() in x86 platform/arm platform.

继续阅读代码，看看定义__IO_ PREFIX之后紧接着包含了哪个头文件。在哪个头文
件里面寻找答案。对于你的apsec，看看以下代码段（ linux-2.6.28-rc4）

arch/alpha/include/asm/core_ apecs.h
------------------------------ ------------
#undef __IO_PREFIX
#define __IO_PREFIX apecs
#define apecs_trivial_io_bw 0
#define apecs_trivial_io_lq 0
#define apecs_trivial_rw_bw 2
#define apecs_trivial_rw_lq 1
#define apecs_trivial_iounmap 1
#include <asm/io_trivial.h>
------------------------------ ------------

arch/alpha/include/asm/io_ trivial.h
------------------------------ ------------
__EXTERN_INLINE void
IO_CONCAT(__IO_PREFIX,writel)( u32 b, volatile void __iomem *a)
{
*(volatile u32 __force *)a = b;
}

就是最终通过*(volatile u32 __force *)a = b;
来写入数据的。

如果在没有os，没有mmu的情况下，当开发板裸跑的时候，我们只需要一句话就一切ok：

*(unsigned long *)addr = value;

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