pico添加devmem2读写内存模块

devmem2读写内存

- - 自定义msh命令devmem2
  - 验证msh命令devmem2
  - - 读CPUID
    - 读写全局变量

devmem2模块可实现对设备寄存器的读写操作。在RT-Thread的命令行组件Fish中添加devmem2模块，用户可在终端输入devmem2相关命令，FinSH根据输入对指定寄存器进行读写，并将结果显示到控制终端。
关于FinSH详细内容见：Finsh

自定义msh命令devmem2

msh是FinSH的传统命令行模式，因其模式体积小，使用方便，能够解决C-style（C语言解释器模式）的弊端等，被广泛引用。
自定义的 msh 命令，可以在 msh 模式下被运行，将一个命令导出到 msh 模式可以使用如下宏接口：

MSH_CMD_EXPORT(name, desc);
name:要导出的命令，desc:导出命令的描述

在ENV工具中配置MSH：command shell，如下图：
在这里插入图片描述
添加devmem2模块至FinSH组件，需要在工程中的FinSH路径下cmd.c（如：…/bsp/raspberry-pico/dist/project/rt-thread/components/finsh/cmd.c）添加devmem2相关源码。由于pico开发板没有mmp内存映射模块，所以读写寄存器是针对物理地址进行操作。其核心代码：

void devmem2(int argc, char **argv) {void *phy_addr;unsigned long read_result, writeval;off_t target;int access_type = 'w';if(argc < 2) {fprintf(stderr, "\nUsage:\t%s { address } [ type [ data ] ]\n""\taddress : memory address to act upon\n""\ttype    : access operation type : [b]yte, [h]alfword, [w]ord\n""\tdata    : data to be written\n\n",argv[0]);return;}target = strtoul(argv[1], 0, 0);if(argc > 2)access_type = tolower(argv[2][0]);phy_addr = (void*)target;printf("phy_addr:%x\n",phy_addr);switch(access_type) {case 'b':read_result = *((unsigned char *) phy_addr);break;case 'h':read_result = *((unsigned short *) phy_addr);break;case 'w':read_result = *((unsigned long *) phy_addr);break;default:fprintf(stderr, "Illegal data type '%c'.\n", access_type);return;}printf("Value at address 0x%X (%p): 0x%X\n", target, phy_addr, read_result); if(argc > 3) {writeval = strtoul(argv[3], 0, 0);switch(access_type) {case 'b':*((unsigned char *) phy_addr) = writeval;read_result = *((unsigned char *) phy_addr);break;case 'h':*((unsigned short *) phy_addr) = writeval;read_result = *((unsigned short *) phy_addr);break;case 'w':*((unsigned long *) phy_addr) = writeval;read_result = *((unsigned long *) phy_addr);break;}printf("Written 0x%X; readback 0x%X\n", writeval, read_result); }
}
MSH_CMD_EXPORT(devmem2, devmem2 sample: devmem2 { address } [ type [ data ] ]);

添加devmem会引入新的头文件，在scons构建项目时，会出现因找不到个别头文件或源文件而报错，针对此问题，需要在当前工程的根目录下，查找缺失的头文件，并将头文件所在的路径添加至project/libraries/SConscript中，如：
在这里插入图片描述

验证msh命令devmem2

读CPUID

添加devmem2模块并成功构建工程后，将在msh命令行按下Tab健查看devmem2命令。如图：
在这里插入图片描述
读取设备的CPUID，查看pico rp2040说明文档，获取其ARM寄存器的其实地址为0xe0000000，其CPUID的偏移地址offset为0xed00，故其CPUID的地址为0xe000ed00。通过CPUID寄存器的值为0x410cc601与devmem2查看的一致。如图：

由于pico中地址范围为0xd0000000-0xefffffff仅支持word size，故halfword及byte的type读操作无效，如图：
在这里插入图片描述
此处，读某一寄存器，验证其type为w、h、b效果，如图：

读写全局变量

在…/projectt/applications/main.c中添加一全局变量test_value，scons构建项目，通过…/project/rt-thread.map查看test_value变量的地址为0x200012c4，如图：

/*
main.c
*/
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>#define LED_PIN 25int test_value;
int main(void)
{rt_kprintf("Hello, RT-Thread!\n");test_value = 0;rt_pin_mode(LED_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);while (1){rt_pin_write(LED_PIN, 1);rt_thread_mdelay(3000);rt_pin_write(LED_PIN, 0);rt_thread_mdelay(1000);}
}

在这里插入图片描述
通过devmem2命令读写test_value对应寄存器内的值，如图：

关于逻辑地址（虚拟地址）与物理地址（设备的实际RAM地址/硬盘空间）及映射之间说明可参考如下：
操作系统中逻辑地址和物理地址的区别
linux内存映射mmap原理分析
内存映射原理和内核是如何实现的，完全分析mmap原理