Linux mmap: 将硬件寄存器映射到用户空间

在 Linux 下，可以使用 mmap 函数将硬件寄存器映射到用户空间。以下是一个简单的示例代码：

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

#define REG_BASE_ADDR 0x12345678 // 硬件寄存器的基地址
#define REG_SIZE 0x100 // 硬件寄存器的大小

int main() {
    int fd;
    void *reg_map;

    // 打开设备文件（通常是 /dev/mem）
    fd = open('/dev/mem', O_RDWR | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
        perror('open');
        return -1;
    }

    // 将硬件寄存器映射到用户空间
    reg_map = mmap(NULL, REG_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, REG_BASE_ADDR);
    if (reg_map == MAP_FAILED) {
        perror('mmap');
        close(fd);
        return -1;
    }

    // 现在可以通过 reg_map 指针访问硬件寄存器

    // 读取硬件寄存器的值
    int reg_value = *((int *)reg_map);
    printf('Register value: 0x%X\n', reg_value);

    // 写入硬件寄存器的值
    *((int *)reg_map) = 0xABCD;

    // 解除映射
    if (munmap(reg_map, REG_SIZE) < 0) {
        perror('munmap');
        close(fd);
        return -1;
    }

    // 关闭设备文件
    close(fd);

    return 0;
}

在上述示例代码中，首先通过 open 函数打开设备文件（通常是 /dev/mem），然后使用 mmap 函数将硬件寄存器映射到用户空间。mmap 函数的参数依次为：映射的起始地址（设置为 NULL 表示由系统自动选择）、映射的大小、访问权限、映射的标志、设备文件描述符和偏移量。映射成功后，可以通过 reg_map 指针访问到硬件寄存器的值。使用完毕后，可以通过 munmap 函数解除映射，并通过 close 函数关闭设备文件。

需要注意的是，使用 mmap 函数映射硬件寄存器需要具有足够的权限。通常需要以 root 用户身份运行程序，或者对设备文件设置适当的访问权限。此外，确保硬件寄存器的地址和大小设置正确，并且在映射期间不会被其他程序或设备修改。