转自：https://blog.csdn.net/xhoufei2010/article/details/99305356
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 <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <ctype.h>
#include <termios.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdbool.h>
//*****************************************************************************
#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
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。
