树莓派3B的地址映射问题堪称新手噩梦，我用几步给大家演示一下

树莓派3B的地址映射问题堪称新手噩梦，我用几步给大家演示一下

在设备驱动程序的开发过程中，我们通常需要跟硬件地址打交道。在不带操作系统的嵌入式平台上（譬如单片机，STM32等），我们直接操作的是硬件物理地址。但是在基于Linux的嵌入式平台上，我们需要与操作系统打交道。操作系统操作的是虚拟地址，因此我们有将物理地址映射成为虚拟地址的操作。

我使用的硬件平台是树莓派Raspberry Pi 3 Model B，处理器芯片是BCM2837。我想用树莓派直接控制引脚电平高低（简单的GPIO操作）。官方没有提供BCM2837芯片手册，但是提供了BCM2835芯片手册。BCM2837架构是在BCM2835上做了改变，但是基本不变。下载BCM2835的手册，看其地址映射【第4页】。

从这个图标中我们可以看到三个地址，一个是ARM虚拟地址，一个是ARM物理地址。它们之间通过ARM MMU来映射。还有一个是VC CPU总线地址。这是我们直接操作寄存器的地址，VC CPU总线地址通过VC/ARM MMU与ARM物理地址进行映射。我现在是要操作GPIO，我们来看看GPIO的地址映射。

首先我们需要知道BCM2835的IO基址装载在0x20000000，但是BCM2837有一点不同是装载在0x3F000000，这可以从官方文档获知：Raspberry Pi Documentation - Raspberry Pi Hardware。

那么现在IO在VC CPU总线上的基址是0x7E000000，在物理地址上的基址是0x3F000000。

我么来看操作GPIO的寄存器，现在假设我需要操作GPIO2，输出高电平。查阅BCM2835芯片手册【89-90页】：

我们只需要操作GPFSEL0寄存器（GPIO0-GPIO9的功能选择寄存器），GPSET0寄存器（设置GPIO0-GPIO31高电平寄存器）。现在只需要获取这两个寄存器的地址即可。

我们发现GPFSEL0寄存器VC CPU总线地址是0x7E200000，相对基址偏移0x00200000，那么ARM物理地址也是偏移这么多，其ARM物理地址是0x3f200000。同理，GPSET0的ARM物理地址是0x3f20001C。我们在嵌入式Linux中，可以使用mmap函数或者ioremap函数将这两个ARM物理地址映射成虚拟地址，就等同于直接操作GPIO硬件地址了。

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