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Windows CE下訪問物理內存的方法

嵌入式設備與桌面PC的一個顯著不同是它的應用程序中通常需要直接訪問某一段物理內存，這在驅動程序中對物理內存的訪問尤為重要，尤其是像ARM體系結構下，I/O端口也被映射成某一個物理內存地址。因此，與桌面版本Windows相比，Windows?CE提供了相對簡單的物理內存訪問方式。無論是驅動程序還是應用程序都可以通過API訪問某一段物理內存。
Windows?CE的有些函數中需要用到物理內存結構體PHYSICAL_ADDRESS，?Windows?CE在ceddk.h中定義了PHYSICAL_ADDRESS，它其實是LARGE_INTEGER類型，其定義如下：
//?in?ceddk.h
typedef?LARGE_INTEGER?PHYSICAL_ADDRESS,?*PPHYSICAL_ADDRESS;
//?in?winnt.h
typedef?union?_LARGE_INTEGER{
??struct{
????DWORD?LowPart;
????LONG?HighPart;
??};
??LONGLONG?QuadPart;
}?LARGE_INTEGER;
可見，Windows?CE中用64個Bit來代表物理地址，對于大多數32位的CPU而言，只需要把它的HighPart設置為0就可以了。
如果要直接訪問某一個地址的物理內存，Windows?CE提供了VirtualAlloc()和VirtualCopy()函數，VirtualAlloc負責在虛擬內存空間內保留一段虛擬內存，而VirtualCopy負責把一段物理內存和虛擬內存綁定，這樣，最終對物理內存的訪問還是通過虛擬地址進行。它們的聲明如下：
//?申請虛擬內存
LPVOID?VirtualAlloc(
??LPVOID?lpAddress,?????????//?希望的虛擬內存起始地址
??DWORD?dwSize,?????????????????//?以字節為單位的大小
??DWORD?flAllocationType,?????//?申請類型，分為Reserve和Commit
??DWORD?flProtect?????????????//?訪問權限
);
//?把物理內存綁定到虛擬地址空間
BOOL?VirtualCopy(?
??LPVOID?lpvDest,?????????????//?虛擬內存的目標地址
??LPVOID?lpvSrc,?????????????//?物理內存地址
??DWORD?cbSize,?????????????????//?要綁定的大小
??DWORD?fdwProtect?????????????//?訪問權限
);
VirtualAlloc對虛擬內存的申請分為兩步，保留MEM_RESERVE和提交MEM_COMMIT。其中MEM_RESERVE只是在進程的虛擬地址空間內保留一段，并不分配實際的物理內存，因此保留的虛擬內存并不能被應用程序直接使用。MEM_COMMIT階段才真正的為虛擬內存分配物理內存。
下面的代碼顯示了如何使用VirtualAlloc和VirtualCopy來訪問物理內存。因為VirtualCopy負責把一段物理內存和虛擬內存綁定，所以VirtualAlloc的時候只需要對內存保留，沒有必要提交。
FpDriverGlobals?=?
(PDRIVER_GLOBALS)?VirtualAlloc(
????0,?
????DRIVER_GLOBALS_PHYSICAL_MEMORY_SIZE,?
????MEM_RESERVE,?
????PAGE_NOACCESS);
?if?(FpDriverGlobals?==?NULL)?{
????ERRORMSG(DRIVER_ERROR_MSG,?(TEXT("?VirtualAlloc?failed!\r\n")));
????return;
?}
?else?{
????if?(!VirtualCopy(
????(PVOID)FpDriverGlobals,?
????(PVOID)(DRIVER_GLOBALS_PHYSICAL_MEMORY_START),?
????DRIVER_GLOBALS_PHYSICAL_MEMORY_SIZE,?
????(PAGE_READWRITE?|?PAGE_NOCACHE)))?{
???????ERRORMSG(DRIVER_ERROR_MSG,?(TEXT("VirtualCopy?failed!\r\n")));
???????return;
????}
?}
CEDDK還提供了函數MmMapIoSpace用來把一段物理內存直接映射到虛擬內存。用MmMapIoSpace申請的內存要用MmUnmapIoSpace釋放，此函數的原形如下：
PVOID?MmMapIoSpace(?
??PHYSICAL_ADDRESS?PhysicalAddress,?????//?起始物理地址
??ULONG?NumberOfBytes,?????????????????????//?要映射的字節數
??BOOLEAN?CacheEnable?????????????????????//?是否緩存
);

VOID?MmUnmapIoSpace(?
??PVOID?BaseAddress,?????????????????????//?MmMapIoSpace返回的起始虛擬地址
??ULONG?NumberOfBytes?????????????????????//?
);
其實，MmMapIoSpace函數內部也是調用VirtualAlloc和VirtualCopy函數來實現物理地址到虛擬地址的映射的。MmMapIoSpace函數的原代碼是公開的，我們可以從%_WINCEROOT%\PUBLIC\COMMON\OAK\DRIVERS\CEDDK\DDK_MAP\ddk_map.c得到。從MmMapIoSpace的實現我們也可以看出VirtualAlloc和VirtualCopy的用法：
PVOID?MmMapIoSpace?(
????IN?PHYSICAL_ADDRESS?PhysicalAddress,
????IN?ULONG?NumberOfBytes,
????IN?BOOLEAN?CacheEnable
????)
{
PVOID?pVirtualAddress;?ULONGLONG?SourcePhys;?
ULONG?SourceSize;?BOOL?bSuccess;

????SourcePhys?=?PhysicalAddress.QuadPart?&?~(PAGE_SIZE?-?1);
????SourceSize?=?NumberOfBytes?+?(PhysicalAddress.LowPart?&?(PAGE_SIZE?-?1));

????pVirtualAddress?=?VirtualAlloc(0,?SourceSize,?MEM_RESERVE,?PAGE_NOACCESS);
????if?(pVirtualAddress?!=?NULL)
????{
????????bSuccess?=?VirtualCopy(
????????????pVirtualAddress,?(PVOID)(SourcePhys?>>?8),?SourceSize,
????????????PAGE_PHYSICAL?|?PAGE_READWRITE?|?(CacheEnable???0?:?PAGE_NOCACHE));

????????if?(bSuccess)?{
????????????(ULONG)pVirtualAddress?+=?PhysicalAddress.LowPart?&?(PAGE_SIZE?-?1);
????????}
????????else?{
????????????VirtualFree(pVirtualAddress,?0,?MEM_RELEASE);
????????????pVirtualAddress?=?NULL;
????????}
????}
????return?pVirtualAddress;
}
此外，Windows?CE還供了AllocPhysMem函數和FreePhysMem函數，用來申請和釋放一段連續的物理內存。函數可以保證申請的物理內存是連續的，如果函數成功，會返回虛擬內存的句柄和物理內存的起始地址。這對于DMA設備尤為有用。在這里就不詳細介紹了，讀者可以參考Windows?CE的聯機文檔。

posted on 2007-02-02 09:25 milkyway 閱讀(2805) 評論(0)  編輯 收藏 引用