几次访问后，mmap 因无法打开 /dev/mem 而死

Question

我正在编写一些用户-space 驱动程序，在双核 ARM A9 上使用 mmap 来访问 FPGA 中的一些硬件寄存器。我们有一个自定义 SPI 块，它与另一个芯片通信，我们访问该芯片内的硬件寄存器。我为我的 SPI "Driver" 写了一个 C++ class 来基本上分解外部芯片内部的 reads/writes from/to 地址。我使用 mmap 访问 FPGA 内部的 SPI（只占用大约 100 字节的内存space（0xFF20_2000 -> 0xFF20_007F））。

当我调用 SPI class（我只为驱动程序执行一次）时，它会通过并为 SPI 硬件的基地址执行 mmap 打开。

void spi_op::cfg_mmap(){

    if( ( this->fd = open( "/dev/mem", ( O_RDWR | O_SYNC ) ) ) == -1 ) {
        printf( "ERROR: could not open \"/dev/mem\"...\n" );
        this->error = 1;
        return;
    }

    uint32_t map_addr_base = this->addr_base & MMAP_BASE_MASK;

    this->virtual_base = mmap( NULL, MMAP_PAGE_SIZE, ( PROT_READ | PROT_WRITE ), MAP_SHARED, this->fd, map_addr_base );

    if( this->virtual_base == MAP_FAILED ) {
        printf( "ERROR: mmap() failed...\n" );
        close( this->fd );
        this->error = 1;
        return;
    }

    //To initialize to the proper pointer in the event not on a page boundary
    this->virtual_base += (SPI_MASTER_ADDR_BASE - map_addr_base);
}

我将 SPI 硬件寄存器构建为 struct/union 以便于（更高级）位操作（我已经排除了可以被视为专有但与问题无关的东西）。

union spi_regs_reg1 {
    struct {
        volatile uint32_t xxxx: 32;
    } bits;
    volatile uint32_t word;
};

union spi_regs_reg2 {
    struct {
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
        volatile uint32_t xxxx: 1;
    } bits;
    volatile uint32_t word;
};

struct spi_regs_regs {
    union spi_regs_blockid spi_regs_reg1;
    union spi_regs_gnrlsta spi_regs_reg2;
    blah blah blah

作为 init/constructor 的一部分，我有一个 spi_regs 结构指针被分配

void spi_op::spi_master_init(){

    this->cfg_mmap();

    spi_regs = (struct spi_regs_regs *)(this->virtual_base);


    //an Example of how I can now access the bits in the HW registers
    //Assert the RESET
    spi_regs->spi_regs_reg.bits.spi_reset = 1;

每当我想进行读取或写入时，我现在只需调用 spi.read(addr) 或 spi.write(addr, data) 即可执行操作。

这似乎工作得很好，但偶尔在一堆 read/writes 之后我开始出错

"ERROR: could not open "/dev/mem"...".

现在这是 cfg_mmap() 任务中的内容。但是，我只将其作为构造函数的一部分调用一次。在这个特定的测试中，我正在设置多个不同的设置，并运行通过每个设置并重置中间的外部部分（但不是我用 mmap 控制的 SPI）。我基本上有一个 for 循环，但 SPI class 的构造函数先于 for 循环。

作为我输入此内容时的快速测试，我将 cfg_mmap 任务中的错误消息更改为

"ERROR: blah could not open "/dev/mem"..."

然后在运行期间我得到了这个

<normal prints from my code>
ERROR: could not open "/dev/mem"...
ERROR: could not open "/dev/mem"...
ERROR: could not open "/dev/mem"...
ERROR: could not open "/dev/mem"...
ERROR: could not open "/dev/mem"...
ERROR: blah could not open "/dev/mem"...
Segmentation fault
root@arria10:~#

是否有可能 /dev/mem 过载或类似情况？我已经在我的代码中进行了一些搜索，我终其一生都找不到我不止一次调用 SPI class 的地方（程序并没有那么复杂）。

Answer 1

如果我假设你 class 被称为 "spi_op" 你可能需要创建 spi_op::~spi_op() （所谓的 "destructor" ) 与 "munmap(virtual_base,MMAP_PAGE_SIZE)" 和 "close(fd)" 指令。所以它可能是析构函数的主题：例如参见https://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_constructor_destructor.htm。如果你正确使用 munmap() 和 close() 你不应该再运行进入这个问题了。

几次访问后，mmap 因无法打开 /dev/mem 而死

mmap dies with cannot open /dev/mem after several accesses

c

c++

embedded

embedded-linux