linux下request_mem_region的粗略理解

本文介绍了Linux中I/O资源管理的基本概念,包括I/O区域的定义及其管理方式,并详细解析了request_mem_region函数的工作原理及其实现过程。

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linux下request_mem_region的粗略理解

 

文章来源:http://gliethttp.cublog.cn
  Linux把基于I/O映射方式的I/O端口和基于内存映射方式的I/O端口资源统称为“I/O区域”(I/O Region)。I/O Region仍然是一种I/O资源,因此它仍然可以用resource结构类型来描述。
  Linux是以一种倒置的树形结构来管理每一类I/O资源(如:I/O端口、外设内存、DMA和IRQ)的。每一类I/O资源都对应有一颗倒置的资源树,树中的每一个节点都是一个resource结构,而树的根结点root则描述了该类资源的整个资源空间。

1.结构体
  1.1>struct resource iomem_resource = { "PCI mem", 0x00000000, 0xffffffff, IORESOURCE_MEM };
  1.2>struct resource {
                const char *name;
                unsigned long start, end;
                unsigned long flags;
                struct resource *parent, *sibling, *child;
             };
2.调用函数
  request_mem_region(S1D_PHYSICAL_REG_ADDR,S1D_PHYSICAL_REG_SIZE, "EpsonFB_RG")
#define request_mem_region(start,n,name) __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name))
__request_region检查是否可以安全占用起始物理地址S1D_PHYSICAL_REG_ADDR之后的连续S1D_PHYSICAL_REG_SIZE字节大小空间

struct resource * __request_region(struct resource *parent, unsigned long start, unsigned long n, const char *name)
{
    struct resource *res = kmalloc(sizeof(*res), GFP_KERNEL);

    if (res) {
        memset(res, 0, sizeof(*res));
        res->name = name;
        res->start = start;
        res->end = start + n - 1;
        res->flags = IORESOURCE_BUSY;

        write_lock(&resource_lock);

        for (;;) {
            struct resource *conflict;

            conflict = __request_resource(parent, res);    //sibling parent下的所有单元,检测申请部分是否存在交叠冲突
            if (!conflict)                                 //conflict=0;申请成功,正常安置了[start,end]到相应位置
                break;
            if (conflict != parent) {
                parent = conflict;
                if (!(conflict->flags & IORESOURCE_BUSY))
                    continue;
            }
             kfree(res);                                   //检测到了资源交叠冲突,kfree归还kmalloc申请的内存
            res = NULL;
            break;
        }
        write_unlock(&resource_lock);
    }
    return res;
}

static struct resource * __request_resource(struct resource *root, struct resource *new)
{
    unsigned long start = new->start;
    unsigned long end = new->end;
    struct resource *tmp, **p;

    if (end < start)
        return root;
    if (start < root->start)
        return root;
    if (end > root->end)
        return root;
    p = &root->child;                                      //root下的第一个链表元素*p.[child链表是以I/O资源物理地址从低到高的顺序排列的]
    for (;;) {
        tmp = *p;
        if (!tmp || tmp->start > end) {
            new->sibling = tmp;
            *p = new;
//可以从root->child=null开始我们的分析考虑,此时tmp=null,那么第一个申请将以!tmp条件满足而进入
//这时root->child的值为new指针,new->sibling = tmp = null;当第二次申请发生时:如果tmp->start > end成立,
//那么,root->child的值为new指针,new->sibling = tmp;这样就链接上了,空间分布图如:
//child=[start,end]-->[tmp->start,tmp->end](1);如果条件tmp->start > end不成立,那么只能是!tmp条件进入
//那么,root->child的值不变,tmp->sibling = new;new->sibling = tmp = null这样就链接上了,空间分布图如:
//child=[child->start,child->end]-->[start,end](2);
//当第三次申请发生时:如果start在(2)中的[child->end,end]之间,那么tmp->end < start将成立,继而continue,
//此时tmp = (2)中的[start,end],因为tmp->start < end,所以继续执行p = &tmp->slibing = null,
//因为tmp->end > start,所以资源冲突,返回(2)中的[start,end]域
//综上的两个边界值情况和一个中间值情况的分析,可以知道代码实现了一个从地地址到高地址的顺序链表
//模型图:childe=[a,b]-->[c,d]-->[e,f],此时有一个[x,y]需要插入进去,tmp作为sibling指针游动
//tmp指向child=[a,b],
//tmp指向[a,b],当tmp->start>y时,插入后的链接图为:child=[x,y]-->[a,b]-->[c,d]-->[e,f]-->null;当tmp->end>=x时,冲突返回tmp
//tmp指向[c,d],当tmp->start>y时,插入后的链接图为:child=[a,b]-->[x,y]-->[c,d]-->[e,f]-->null;当tmp->end>=x时,冲突返回tmp
//tmp指向[e,f],当tmp->start>y时,插入后的链接图为:child=[a,b]-->[c,d]-->[x,y]-->[e,f]-->null;当tmp->end>=x时,冲突返回tmp
//tmp指向null                  ,插入后的链接图为:child=[a,b]-->[c,d]-->[e,f]-->[x,y]-->null;
//顺利的达到了检测冲突,顺序链接的目的
            new->parent = root;   
            return NULL;
        }
        p = &tmp->sibling;
        if (tmp->end < start)
            continue;
        return tmp;
    }
}

 

<think>好的,我现在要帮用户查找Linux内核中request_mem_region函数的定义或用法。首先,我需要确认用户提到的函数名称是否正确,因为根据我的知识,标准的函数名称应该是request_mem_region,而不是request_mem_region2。可能是用户输入时的笔误,或者存在某个特定版本的内核中有一个类似的函数。不过,我需要先检查标准内核中的情况。 接下来,我应该回忆一下request_mem_region的作用。这个函数通常用于在驱动程序中申请一段I/O内存区域,确保该区域未被其他驱动程序占用。它属于资源管理的一部分,帮助内核跟踪哪些内存区域已经被分配,避免冲突。这个函数在头文件linux/ioport.h中声明,返回一个struct resource指针,表示申请到的资源。如果返回NULL,说明申请失败,可能该区域已被占用。 然后,用户提供的引用内容中有提到memblock相关的函数,比如get_allocated_memblock_reserved_regions_info。这可能与内核早期启动时的内存管理有关,但request_mem_region更多是在设备驱动初始化时使用,属于动态资源管理。因此,这两者可能属于不同的子系统,但用户可能是在查找内存分配相关的函数,所以需要明确区分。 接下来,我需要考虑用户可能的真实需求。用户可能是在编写或调试内核驱动时遇到了问题,需要正确使用request_mem_region来申请内存区域,或者遇到了资源冲突的问题。因此,除了函数的定义,还需要说明其用法和常见问题。 然后,我需要验证函数的具体定义。根据内核源码,request_mem_region的函数签名应该是: struct resource *request_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t size, const char *name); 该函数会标记从start开始,长度为size的内存区域为已分配,name用于标识所有者。对应的释放函数是release_mem_region。 用户可能还需要了解如何使用这个函数,比如在模块初始化时申请资源,在退出时释放。同时,需要注意错误处理,比如检查返回值是否为NULL,以避免访问冲突。 另外,用户提到的引用[2]中的函数似乎与memblock相关,这可能属于内核启动早期的内存预留机制,而request_mem_region属于运行时动态资源管理。需要指出这两者的区别,避免混淆。 可能用户遇到的问题是无法找到request_mem_region2,因此需要确认是否存在这个函数,或者是否是某个特定内核版本的扩展。根据我的知识,标准内核中没有这个函数,所以建议用户检查函数名是否正确,或者查看内核文档或源代码确认。 最后,生成相关问题时要围绕资源管理、函数用法、错误处理等方面,帮助用户深入理解。</think>关于Linux内核中$request\_mem\_region$函数的定义与用法说明如下: ### 函数定义 该函数声明在$linux/ioport.h$头文件中,用于标记物理内存区域的占用状态: $$request\_mem\_region(start, size, name) \rightarrow struct\ resource\*$$ 参数说明: - $start$:物理内存起始地址 - $size$:需要申请的内存区域长度 - $name$:设备驱动标识名称 返回值: - 成功时返回非空$resource$指针 - 失败返回$NULL$(表示地址冲突或无效参数)[^1] ### 典型应用场景 设备驱动初始化时申请I/O内存资源: ```c static int __init my_driver_init(void) { struct resource *res; res = request_mem_region(MEM_BASE, MEM_SIZE, "my_device"); if (!res) { printk(KERN_ERR "Memory region conflict\n"); return -EBUSY; } // 后续执行ioremap等操作 return 0; } ``` 模块退出时需要调用$release\_mem\_region()$释放资源[^2]
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