寄存器使用参考

REVISION HISTORY¶

Revision No.	Description	Date
1.0	Initial release	04/26/2024
1.1	文档格式修改	04/17/2025

1. 概述¶

寄存器是芯片内部的关键可编程单元，负责控制硬件模块的行为、状态监测和系统级功能协调。本文主要描述寄存器的地址转换、寄存器相关工具的使用以及常用的软件API说明。

2. 关键字说明¶

riu (Rigster Interface Unit)

寄存器控制单元的缩写

3. 功能描述¶

3.1. 寄存器地址组成¶

base address：寄存器对应CPU总线的基地址。对ARM CPU来说，base address等于0x1F000000。对RISC-V CPU来说，base address等于0x02000000。
bank address：某一类功能外设（例如SPI，I2C）或者IP的寄存器会被划分到一个区域，这个区域被称为bank，对应的地址为bank address。
offset address：具体寄存器在bank内的寻址称为offset address。

3.2. 8bit模式和16bit模式¶

对于offset address来说，有8bit模式和16bit模式。8bit模式offset地址范围为0x00 ~ 0xFF。16bit模式offset地址范围为0x00 ~ 0x7F。8bit与16bit模式的offset address是2倍关系。例如：8bit模式的offset地址为0x34，对应的16bit模式的offset地址为0x1A。

为何会存在两种模式？其实是为了更方便操作寄存器，16bit模式一般用来直接操作16bit的寄存器，而8bit模式则用来操作16bit寄存器的高8位（8bit模式奇数地址）或者低8位（8bit模式偶数地址）。

下图比较直观地展示ARM CPU总线寄存器地址以及寄存器8bit模式和16bit模式的差异。

3.3. x32 bank¶

对于大部分的寄存器bank来说，每个offset的有效位是16bit。然而有一些特殊的寄存器bank，它们的offset有效位是32bit，这些寄存器bank被称作x32 bank。对x32 bank的寄存器进行读写操作，要使用特定的命令和工具，下面会再介绍。

3.4. 寄存器表解析¶

下面以TIMER0的寄存器表为例来说明如何查看寄存器表格。

Bank=0x30：表示TIMER0寄存器的bank address=0x30。

Index 0x10：表示TIMER0寄存器16bit模式的offset address=0x10。

Index 0x003021：表示TIMER0寄存器8bit模式的offset address=0x21。

Table 1: TIMER0 Register (Bank = 30)

Index (Absolute)	Mnemonic	Bit	Description
10h (003020h)	REG003020	7:0	Default : 0x00	Access : R/W
	-	7:2	Reserved.
	TIMER_TRIG	1	set: Enable timer counting one time (from 0 to max, then stop). clear: By reset itself OR set reg_timer_en.
	TIMER_EN	0	set: Enable timer counting rolled (from 0 to max, then rolled). clear: By reset itself OR set reg_timer_trig.
10h (003021h)	REG003021	7:0	Default : 0x00	Access : R/W
	-	7:1	Reserved.
	TIMER_INT_EN	0	set: Enable interrupt. clear: By reset itself.
11h (003022h)	REG003022	7:0	Default : 0x00	Access : RO/WO
	-	7:1	Reserved.
	TIMER_HIT_CLEAR_SW	0	Clear TIMER_HIT.
	TIMER_HIT	0	assert: When counter enabled and matches reg_timer_max. deassert: By write TIMER_HIT_CLEAR_SW OR set reg_timer_en, reg_timer_once, reg_timer_max.
11h (003023h)	REG003023	7:0	Default : 0x00	Access : R/W
11h (003023h)	-	7:0	Reserved.

3.5. 寄存器地址计算¶

下面介绍一下已知寄存器的bank和offset，如何计算它的CPU物理地址（这个地址是软件编程会直接使用到的地址）。

8bit模式公式

cpu phy addr = base addr + bank addr x 0x200 + offset addr x 2 - (offset & 1)

示例：

已知bank address=0x30, offset address = 0x2

ARM cpu phy addr    = 0x1F000000 + 0x30 x 0x200 + 0x2 x 2 - (0x2 & 1)
                    = 0x1F006004

RISC-V cpu phy addr = 0x02000000 + 0x30 x 0x200 + 0x2 x 2 - (0x2 & 1)
                    = 0x02006004

16bit模式公式

cpu phy addr = base addr + bank addr x 0x200 + offset addr x 4

示例：

已知bank address=0x30, offset address = 0x1

ARM cpu phy addr    = 0x1F000000 + 0x30 x 0x200 + 0x1 x 4
                    = 0x1F006004

RISC-V cpu phy addr = 0x02000000 + 0x30 x 0x200 + 0x1 x 4
                    = 0x02006004

x32 bank公式

cpu phy addr = base addr + x32 bank addr x 0x200 + offset addr x 4

示例：

已知x32 bank address=0x1821, offset address = 0xC

ARM cpu phy addr    = 0x1F000000 + 0x1821 x 0x200 + 0xC x 4
                    = 0x1F304230

RISC-V cpu phy addr = 0x02000000 + 0x1821 x 0x200 + 0xc x 4
                    = 0x02304230

4. 命令行工具¶

4.1. 命令使用说明¶

U-Boot、Linux和FreeRTOS都支持寄存器读命令（riu_r）和写命令（riu_w），并且使用方法都一样。U-Boot和FreeRTOS可以直接在命令行执行riu_r和riu_w命令，Linux则是通过执行riu_r和riu_w应用程序来对寄存器进行读写操作。执行riu_r和riu_w命令时，offset address是16bit模式。

此外，在U-Boot和Linux上可以使用x32读命令（riux32_r）和x32写命令（riux32_w）来对x32 bank寄存器进行读写操作。U-Boot可以直接在命令行执行riux32_r和riux32_w命令，Linux则是通过执行riux32_r和riux32_w应用程序来对x32 bank寄存器进行读写操作。执行riux32_r和riux32_w命令时，offset address是32bit模式。

4.1.1. riu_r¶

如果直接使用riu_r [bank address]命令，会读取整个bank的寄存器值。

示例：读取bank address=0x103c的整个bank。

# Linux

/customer # riu_r 0x103c
BANK:0x103C
00: 0x0400 0x0000 0x0000 0x00C0 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
08: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
10: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
18: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
20: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
28: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
30: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x1000 0x0000 0x0000
38: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
40: 0x43C0 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
48: 0x0000 0x8400 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
50: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0004 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
58: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
60: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0001 0x0000 0x0000 0x0000
68: 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0003 0x0004
70: 0x0000 0x000C 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
78: 0x0000 0x0000 0x0010 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0xDF3F
/customer #

# Uboot

SigmaStar # riu_r 0x103c
BANK:0x103C
00: 0x0C00 0x0000 0x0000 0x00C0 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
08: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
10: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
18: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
20: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
28: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
30: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x1000 0x0000 0x0000
38: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
40: 0x43C0 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
48: 0x0000 0x8400 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
50: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
58: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
60: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0001 0x0000 0x0000 0x0000
68: 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
70: 0x0000 0x000C 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
78: 0x0000 0x0000 0x0010 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0xDF3F
SigmaStar #

# FreeRTOS

SS-RTOS # riu_r 0x103c
BANK:0x103C
00: 0x0400 0x0000 0x0000 0x00C0 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
08: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
10: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
18: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
20: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
28: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
30: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x1000 0x0000 0x0000
38: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
40: 0x43C0 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
48: 0x0000 0x8400 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
50: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
58: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
60: 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0001 0x0000 0x0000 0x0000
68: 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
70: 0x0000 0x000C 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000
78: 0x0000 0x0000 0x0010 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0xDF3F
SS-RTOS #

如果要读取某个offset address的寄存器值，可以通过riu_r [bank address] [offset address]命令。

示例：读取bank address=0x103c，offset address=0x38的值。

# Linux

/customer # riu_r 0x103c 0x38
BANK:0x103C 16bit-offset 0x38
0x0000
/customer #

# Uboot

SigmaStar # riu_r 0x103c 0x38
BANK:0x103C 16bit-offset 0x38
0x0000
SigmaStar #

# FreeRTOS

SS-RTOS # riu_r 0x103c 0x38
BANK:0x103C 16bit-offset 0x38
0x0000
SS-RTOS #

4.1.2. riu_w¶

如果要修改某个寄存器的值，可以通过riu_w [bank address] [offset address] [value]来操作。

示例：把bank address=0x103c，offset address=0x38的值改为0x1。

# Linux

/customer # riu_w 0x103c 0x38 0x0001
BANK:0x103C 16bit-offset 0x38
0x0001
/customer #

# Uboot

SigmaStar # riu_w 0x103c 0x38 0x0001
BANK:0x103C 16bit-offset 0x38
0x0001
SigmaStar #

# FreeRTOS

SS-RTOS # riu_w 0x103c 0x38 0x0001
BANK:0x103C 16bit-offset 0x38
0x0001
SS-RTOS #

4.1.3. riux32_r¶

如果直接使用riux32_r [bank address]命令，会读取整个x32 bank的寄存器值。

示例：读取x32 bank address=0x802的整个bank。

# Linux

/customer # riux32_r 0x802
BANK:0x0802
00: 0x00000000 0x5F65935E 0x00000000 0x5F657219 0x00000000 0x00000004 0x00000004 0x00000004
08: 0x00000004 0x00000004 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
10: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x0000003C 0x00000000 0x00000000
18: 0x00000000 0x08000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000
20: 0x00000001 0x00000003 0x00000000 0x06000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000 0x00000000
28: 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000 0x10086000 0x10087FFF 0x00000010 0x00000000
30: 0x00000001 0x00000000 0x00000001 0x00000001 0x90000000 0xA0000FFF 0x00000002 0x00000000
38: 0x00000000 0x00000FFF 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000FFF 0x00000000 0x00000000
40: 0x00000000 0x00000FFF 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
48: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x14A4DD03
50: 0x00000000 0x00000001 0x10000000 0x1FFFFFFF 0x00680000 0x00000001 0x90000000 0x9FFFFFFF
58: 0xF8680000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
60: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
68: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
70: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
78: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
/customer #

# Uboot

SigmaStar # riux32_r 0x802
BANK:0x0802
00: 0x00000000 0x04E24FA3 0x00000000 0x04E281AF 0x00000000 0x00000004 0x00000004 0x00000004
08: 0x00000004 0x00000004 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
10: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x0000003C 0x00000000 0x00000000
18: 0x00000000 0x08000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000
20: 0x00000001 0x00000003 0x00000000 0x06000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000 0x00000000
28: 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000 0x10084000 0x10084FFF 0x00000010 0x00000000
30: 0x00000001 0x00000000 0x00000001 0x00000001 0x90000000 0xA0000FFF 0x00000002 0x00000000
38: 0x00000000 0x00000FFF 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000FFF 0x00000000 0x00000000
40: 0x00000000 0x00000FFF 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
48: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x14A4DD03
50: 0x00000000 0x00000001 0x10000000 0x1FFFFFFF 0x00680000 0x00000001 0x90000000 0x9FFFFFFF
58: 0xF8680000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
60: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
68: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
70: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
78: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
SigmaStar #

如果要读取某个offset address的寄存器值，可以通过riux32_r [bank address] [offset address]命令。

示例：读取x32 bank address=0x802，offset address=0x2的值。

# Linux

/customer # riux32_r 0x802 0x02
BANK:0x0802 16bit-offset 0x02
0x00000000
/customer #

# Uboot

SigmaStar # riux32_r 0x802 0x02
BANK:0x0802 16bit-offset 0x02
0x00000000
SigmaStar #

4.1.4. riux32_w¶

如果要修改某个x32 bank寄存器的值，可以通过riux32_w [bank address] [offset address] [value]来操作。

示例：把x32 bank address=0x802，offset address=0x2的值改为0x00000000。

# Linux

/customer # riux32_w 0x802 0x02 0x00000000
BANK:0x0802 16bit-offset 0x02
0x00000000
/customer #

# Uboot

SigmaStar # riux32_w 0x802 0x02 0x00000000
BANK:0x0802 16bit-offset 0x02
0x00000000
SigmaStar #

4.2. 命令配置¶

4.2.1. Uboot¶

Uboot下可以通过menuconfig选择开启或关闭riu相关命令，配置项位置如下：

    Command line interface  --->
        SigmaStar common commands  --->
            [*] riu

将该选项关闭即可关闭riu相关命令，默认情况下为开启状态。

4.2.2. Linux¶

Linux下riu的相关命令是Linux的应用程序，该程序的源码位于：

kernel/drivers/sstar/samples/riu.c

使用以下的命令编译生成riu相关命令：

cd kernel/drivers/sstar/samples
export CROSS_COMPILE=xxxxx # 根据自己的平台配置工具链
sh build_riu.sh

编译后会在kernel/drivers/sstar/samples生成riu_r、riu_w、riux32_r和riux32_w，将它们复制到文件系统中即可，Alkaid上会默认将riu相关命令放置在/customer中。

4.2.3. FreeRTOS¶

FreeRTOS下可以通过修改配置文件选择开启或关闭riu相关命令，选择当前使用的配置文件如mak/options_pcupid_riscv_isw.mak文件中：

# Feature_Name = [SYS] CLI Support "riu_r" command
# Description = RIU read command
# Option_Selection = TRUE, FALSE
CONFIG_CLI_CMD_SUPPORT_RIU_R = TRUE

# Feature_Name = [SYS] CLI Support "riu_w" command
# Description = RIU write command
# Option_Selection = TRUE, FALSE
CONFIG_CLI_CMD_SUPPORT_RIU_W = TRUE

将配置项的值改成FALSE即可关闭命令，默认riu相关命令为开启状态。

5. 在代码中读写寄存器¶

对于U-Boot和FreeRTOS来说，physical address和virtual address是等同的，因此：

register cpu address = register cpu physical address

对于Linux来说，由于开启了MMU，physical address和virtual address在设计上存在一个偏移值，因此：

register cpu address = register cpu physical address + MS_IO_OFFSET

*注：MS_IO_OFFSET的定义在./driver/sstar/include/ms_platform.h*

最后，在代码里面访问寄存器的方法为：

8bit模式

(*(volatile u8*)(register cpu address))

16bit模式

(*(volatile u16*)(register cpu address))

x32 bank

(*(volatile u32*)(register cpu address))

5.1. 寄存器操作宏¶

在U-Boot、Linux和FreeRTOS的代码里已经封装了一些操作寄存器的宏，可以直接使用。这些宏都是对上述的register cpu address地址操作的封装。

Macro	Detail
INREG8(x)	[功能] 获取8bit寄存器值 [参数] x: register cpu address [返回] 8bit寄存器值
OUTREG8(x, y)	[功能] 修改8bit寄存器值 [参数] x: register cpu address; y: 待写入寄存器的值 [返回] 无
SETREG8(x, y)	[功能] 把8bit寄存器某些bit位置1 [参数] x: register cpu address; y: 指定的bit位 [返回] 无
CLRREG8(x, y)	[功能] 把8bit寄存器某些bit位清零 [参数] x: register cpu address; y: 指定的bit位 [返回] 无
INREGMSK8(x, y)	[功能] 按指定mask获取8bit寄存器某些bit位的值 [参数] x: register cpu address; y: 指定要获取的bit位 [返回] 8bit寄存器某些bit位的值
OUTREGMSK8(x, y, z)	[功能] 清零8bit寄存器某些bit位，并重新设置这些bit位的值 [参数] x: register cpu address; y: 待写入到bit位的值; z: 指定的bit位 [返回] 无
INREG16(x)	[功能] 获取16bit寄存器值 [参数] x: register cpu address [返回] 16bit寄存器值
OUTREG16(x, y)	[功能] 修改16bit寄存器值 [参数] x: register cpu address; y: 待写入寄存器的值 [返回] 无
SETREG16(x, y)	[功能] 把16bit寄存器某些bit位置1 [参数] x: register cpu address; y: 指定的bit位 [返回] 无
CLRREG16(x, y)	[功能] 把16bit寄存器某些bit位清零 [参数] x: register cpu address; y: 指定的bit位 [返回] 无
INREGMSK16(x, y)	[功能] 按指定mask获取16bit寄存器某些bit位的值 [参数] x: register cpu address; y: 指定要获取的bit位 [返回] 16bit寄存器某些bit位的值
OUTREGMSK16(x, y, z)	[功能] 清零16bit寄存器某些bit位，并重新设置这些bit位的值 [参数] x: register cpu address; y: 待写入到bit位的值; z: 指定的bit位 [返回] 无
INREG32(x)	[功能] 获取32bit寄存器值 [参数] x: register cpu address [返回] 32bit寄存器值
OUTREG32(x, y)	[功能] 修改32bit寄存器值 [参数] x: register cpu address; y: 待写入寄存器的值 [返回] 无
SETREG32(x, y)	[功能] 把32bit寄存器某些bit位置1 [参数] x: register cpu address; y: 指定的bit位 [返回] 无
CLRREG32(x, y)	[功能] 把32bit寄存器某些bit位清零 [参数] x: register cpu address; y: 指定的bit位 [返回] 无
INREGMSK32(x, y)	[功能] 按指定mask获取32bit寄存器某些bit位的值 [参数] x: register cpu address; y: 指定要获取的bit位 [返回] 32bit寄存器某些bit位的值
OUTREGMSK32(x, y, z)	[功能] 清零32bit寄存器某些bit位，并重新设置这些bit位的值 [参数] x: register cpu address; y: 待写入到bit位的值; z: 指定的bit位 [返回] 无

5.2. 在Linux kernel space里读写寄存器¶

以将bank=0x3F offset=0x06的低4位写成0x8为例，Linux内核空间下的操作示例下：

#include <ms_platform.h>

void test_riu_rw_mask(void)
{
    OUTREGMSK16(0x1F000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4) + MS_IO_OFFSET, 0x8, 0xF);
}

// 或者分步操作

void test_riu_rw(void)
{
    u16 reg;

    reg = INREG16(0x1F000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4) + MS_IO_OFFSET);
    reg &= ~(0xF);
    reg |= 0x8;
    OUTREG16(0x1F000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4) + MS_IO_OFFSET, reg);
}

5.3. 在Uboot里读写寄存器¶

同样以将bank=0x3F offset=0x06的低4位写成0x8为例，Uboot下的操作示例下：

#include <ms_platform.h>

void test_riu_rw_mask(void)
{
    OUTREGMSK16(0x1F000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4), 0x8, 0xF);
}

// 或者分步操作

void test_riu_rw(void)
{
    u16 reg;

    reg = INREG16(0x1F000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4));
    reg &= ~(0xF);
    reg |= 0x8;
    OUTREG16(0x1F000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4), reg);
}

5.4. 在FreeRTOS里读写寄存器¶

同样以将bank=0x3F offset=0x06的低4位写成0x8为例，FreeRTOS下的操作示例下：

#include <ms_platform.h>

void test_riu_rw_mask(void)
{
    OUTREGMSK16(0x02000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4), 0x8, 0xF);
}

// 或者分步操作

void test_riu_rw(void)
{
    u16 reg;

    reg = INREG16(0x02000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4));
    reg &= ~(0xF);
    reg |= 0x8;
    OUTREG16(0x02000000 + (0x3F * 0x200) + (0x06 * 0x4), reg);
}

5.5. 在Linux userspace app里读写寄存器¶

如果需要在Linux userspace app里读写寄存器，则要先将寄存器所在的物理地址通过mmap映射成虚拟地址，然后在虚拟地址上进行读写。具体可以参考如下的demo代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>

#define DBG_INFO printf
#define DBG_ERR printf

#define BASE_RIU_PA                 0x1F000000
#define PMSLEEP_BANK                0x000E00
#define PM_SAR_BANK                 0x001400
#define ALBANY1_BANK                0x151500
#define ALBANY2_BANK                0x151600
#define CHIPTOP_BANK                0x101E00
#define PADTOP_BANK                 0x103C00
#define PM_PADTOP_BANK              0x003F00
#define UTMI0_BANK                  0x142100
#define ETH_BANK                    0x003300
#define PM_PADTOP_BANK              0x003F00
#define CHIPTOP_BANK                0x101E00
#define PADTOP_BANK                 0x103C00
#define PADGPIO_BANK                0x103E00
#define PM_SAR_BANK                 0x001400
#define PMSLEEP_BANK                0x000E00
#define PM_GPIO_BANK                0x000F00

#define PAD_GPIO0                   0x06
#define TEST_GPIO                   6

#define GET_BANK_ADDR(base,bank,offset)   ((base) + ((bank) << 1) + ((offset) << 2))

#define REG_W_WORD(addr,val)              {(*(unsigned short *)(addr)) = (unsigned short)(val);}
#define REG_W_WORD_MASK(addr,val,mask)    {(*(unsigned short *)(addr)) = ((*(unsigned short *)(addr)) & ~(mask)) | ((unsigned short)(val) & (mask));}
#define REG_R_WORD(addr)                  (*(unsigned short *)(addr))
#define REG_R_WORD_MASK(addr,mask)        (*(unsigned short *)(addr)) & (mask))

#define BIT8        0x100

#define BANK_TO_ADDR32(b) (b<<9)
#define REG_ADDR(riu_base,bank,reg_offset) ((riu_base)+BANK_TO_ADDR32(bank)+(reg_offset*4))

typedef struct
{
    unsigned char *virt_addr;
    unsigned char *mmap_base;
    unsigned int mmap_length;
}MmapHandle;

static unsigned int const page_size_mask = 0xFFF;

MmapHandle* devMemMMap(unsigned int phys_addr, unsigned int length)
{
    int fd;
    unsigned int phys_offset = 0;

    fd = open("/dev/mem", O_RDWR|O_SYNC);
    if (fd == -1)
    {
        DBG_ERR("open /dev/mem fail\n");
        return NULL;
    }

    MmapHandle *handle = malloc(sizeof(MmapHandle));
    //phys_offset =(phys_addr & (page_size_mask));
    //phys_addr &= ~(page_size_mask);
    handle->mmap_length = length + phys_offset;
    handle->mmap_base = mmap(NULL, handle->mmap_length, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, phys_addr);
    handle->virt_addr = handle->mmap_base + phys_offset;
    DBG_INFO("phys_addr: %#x\n", phys_addr);
    DBG_INFO("virt_addr: %p\n", handle->virt_addr);
    DBG_INFO("phys_offset: %#x\n", phys_offset);

    if (handle->mmap_base == MAP_FAILED)
    {
        DBG_ERR("mmap fail\n");
        close(fd);
        free(handle);
        return NULL;
    }

    close(fd);
    return handle;
}

int devMemUmap(MmapHandle* handle)
{
    int ret = 0;

    ret = munmap(handle->mmap_base, handle->mmap_length);
    if(ret != 0)
    {
        printf("munmap fail\n");
        return ret;
    }
    free(handle);
    return ret;
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned short content;
    int value = 0;
    /* RIU mapping*/
    MmapHandle *riu_base = devMemMMap(BASE_RIU_PA, 0x400000);

    if (!strcmp(argv[1], "input"))
    {
        REG_W_WORD(GET_BANK_ADDR(riu_base->virt_addr, PM_PADTOP_BANK, PAD_GPIO0), 0x7C);
        content = REG_R_WORD(GET_BANK_ADDR(riu_base->virt_addr, PM_PADTOP_BANK, PAD_GPIO0));
        value = (content & 0x0001) ? 1 : 0;
        printf("gpio[%d] value = %d\n", TEST_GPIO, value);
    }
    else if (!strcmp(argv[1], "output"))
    {
        if (argc < 3)
        {
            devMemUmap(riu_base);
            return -1;
        }
        value = atoi(argv[2]);
        if (value)
        {
            REG_W_WORD(GET_BANK_ADDR(riu_base->virt_addr, PM_PADTOP_BANK, PAD_GPIO0), 0x7B);
        }
        else
        {
            REG_W_WORD(GET_BANK_ADDR(riu_base->virt_addr, PM_PADTOP_BANK, PAD_GPIO0), 0x78);
        }
    }
    else
    {
        printf("unknown commamd\n");
    }

    devMemUmap(riu_base);

    return 0;
}

6. FAQ¶

6.1. riu_w显示的值和输入的值不同¶

riu_w或riux32_w时显示的值和输入的值不同，例如：

SigmaStar # riux32_w 0x802 0x09 0x12345678
BANK:0x0802 16bit-offset 0x09
0x00000000
SigmaStar #

此为正常现象，因为寄存器的某些位是只读位，或者写入之后值会立刻发生改变，导致回读回来时已经和写入的值不同，具体行为取决与每个寄存器的功能。