arm64架构的linux 配置vm_page_prot方式
在 ARM64 架构上，通过 `vm_page_prot` 属性可以修改 `UIO` 映射内存的访问权限及缓存策略，常见的有非缓存（Non-cached）、写合并（Write Combine）等。下面是 ARM64 常用的 `vm_page_prot` 设置及其对应的操作方式。
### 1. **非缓存模式 (`pgprot_noncached`)**
ARM64 系统通常使用 `pgprot_noncached` 来设置非缓存模式，适用于访问要求严格顺序且不使用缓存的设备内存，例如 MMIO 区域。
#### 用法
```c
vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
```
此设置确保所有访问都是直接进行，不经过 CPU 缓存，以避免数据不一致的问题。
### 2. **写合并模式 (`pgprot_writecombine`)**
对于一些需要快速写入、但不强制严格顺序的设备内存（如帧缓冲区），可以使用 `pgprot_writecombine` 设置写合并模式。在写合并模式下，写操作会被合并以提高性能，但数据写入顺序不保证严格一致。
#### 用法
```c
vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vma->vm_page_prot);
```
写合并模式适合需要高效写入的数据区域，但在读写时要注意顺序一致性问题。
### 3. **默认缓存模式（`pgprot_cached`）**
在 ARM64 上，`pgprot_cached` 是内存的默认缓存模式，适合普通的内存映射，不适合 MMIO 等不要求缓存的设备。通常情况下，`UIO` 映射设备内存时不使用此模式，但有些驱动需要时也可以指定：
```c
vma->vm_page_prot = pgprot_cached(vma->vm_page_prot);
```
### 4. **完全禁用缓存和写缓冲**
在一些特殊情况下，可能需要完全禁用缓存和写缓冲，这可以通过 `pgprot_device` 来实现。这种模式下，所有的读写顺序和数据完整性都严格受控，适合敏感的硬件寄存器访问。
#### 用法
```c
vma->vm_page_prot = pgprot_device(vma->vm_page_prot);
```
### 示例：ARM64 `UIO` 驱动中配置 `vm_page_prot`
下面是一个在 `UIO` 驱动 `mmap` 函数中，根据设备需要设置 `vm_page_prot` 属性的示例：
```c
static int my_uio_mmap(struct uio_info *info, struct vm_area_struct *vma)
{
// 设置非缓存模式，适用于 MMIO 区域
vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
// 配置权限
vma->vm_flags |= (VM_READ | VM_WRITE);
// 映射物理地址
if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
info->mem[0].addr >> PAGE_SHIFT,
vma->vm_end - vma->vm_start,
vma->vm_page_prot)) {
return -EAGAIN;
}
return 0;
}
```
### 注意事项
- **根据设备需求选择合适的模式**：例如，对于顺序要求严格的设备寄存器，使用非缓存模式（`pgprot_noncached`）或设备模式（`pgprot_device`）。
- **确保页面对齐**：`remap_pfn_range` 中的物理地址和大小应按页面大小对齐，以避免 `bus error`。
- **调整权限和缓存模式**：根据具体需求配置 `vm_page_prot`，以满足设备内存的访问需求。