python mmap在写入时跳过第二个字节

Question

在写入内存 (/dev/mem) 时，我在 python 中使用 mmap 时遇到一个奇怪的问题。需要明确的是，阅读是以相同的方式完成的，并且可以正常工作。但是一写起来，好像每一秒一个字节都是不可写的。

例如

 when I read i get 
 addr 0x200 val 0x1234
 but when I try to write
 addr 0x200 val 0x4321
 what really is written is
 addr 0x200 val 0x0021

当我尝试逐字节写入时，同样的情况发生了。例如。

write:
addr 0x200 0x43
addr 0x201 0x21
I get
addr 0x200 0x00
addr 0x201 0x21

代码:

class Pydump:
    def __init__(self, addr, length = 1, word_size = 4, filename = '/dev/mem'):
        if addr < 0 or length < 0: raise ValueError('Address or length invalid')
        self._verbose = verbose

        self.word_size = word_size
        self.mask = ~(self.word_size - 1)
        self.base_addr = addr & ~(mmap.PAGESIZE - 1)
        self.addr_offset = addr - self.base_addr
        self.word_length = length
        self.no_of_bytes = self.word_length * self.word_size

        # align length to full words
        end_addr = addr + self.no_of_bytes
        if end_addr % self.mask:
            end_addr = (end_addr + self.word_size) & self.mask

        self.map_length = end_addr - self.base_addr
        self.fname = filename

        self.fd = os.open(self.fname, os.O_RDWR | os.O_SYNC)
        self.mem = mmap.mmap(self.fd, self.map_length, mmap.MAP_SHARED,
                             mmap.PROT_READ | mmap.PROT_WRITE,
                             offset=self.base_addr)

    def read(self):
        mem = self.mem
        virt_base_addr = self.addr_offset & self.mask
        mem.seek(virt_base_addr)

        data = []
        for i in range(self.no_of_bytes):
            data.append(struct.unpack('B', mem.read_byte())[0])

        abs_addr = self.base_addr + virt_base_addr
        return PydumpBuffer(abs_addr, data, self.word_size)

    def write(self, data):
        mem = self.mem
        virt_base_addr = self.addr_offset & self.mask
        mem.seek(virt_base_addr)

        if self.word_size == 1:
            mem.write(struct.pack('B', data))
        elif self.word_size == 2:
            mem.write(struct.pack('H', data))
        elif self.word_size == 4:
            mem.write(struct.pack('I', data))
        else:
            raise ValueError('Invalid word size')

    def write_bytes(self, bytes):
        if len(bytes) != self.no_of_bytes: raise ValueError('Wrong number of bytes given')
        mem = self.mem
        virt_base_addr = self.addr_offset & self.mask
        mem.seek(virt_base_addr)

        for byte in bytes:
            mem.write_byte(byte)

运行示例(我用其他memdump工具[bin]准备内存为0xEEEEEEEE):

>>> from pydump import Pydump as memdump
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).read()
0xEEEEEEEE
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).write(0x12345678)
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).read()
0x00340078
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).write(0x87654321)
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).read()
0x00650021

示例 2(我什至无法在“第一个”字节位置写入 2 个字节):

>>> memdump(0x18007C20, 1, 2).write(0xABCD)
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).read()
0x00650021
>>> memdump(0x18007C21, 1, 1).write(0xCD)
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).read()
0x00650021
>>> memdump(0x18007C22, 1, 1).write(0xCD)
>>> memdump(0x18007C20, 1, 4).read()
0x00CDCD00

对可能出现的问题有什么想法吗？

Answer 1

我现在知道哪里出了问题。答案是 python 作为我的特定硬件/驱动程序也是错误的。

我查看了 mmap 的实现，它使用 memcpy，我们知道它会逐字节复制。在 C 实现中，这并没有发生，当我们需要写入 4 个字节时，就写入了 4 个字节。所以这是我的硬件/驱动程序的限制，即每个寄存器都必须完整写入(在陈述问题时我不知道这一点)，因此当逐字节写入时，我会得到奇怪的行为。

有的寄存器是16bit的，有的是32bit的。当我将 0xFFFF 写入 16 位寄存器时，我最终得到了 0x00FF。所以 memcpy 复制了 0xFF 两次。我的驱动程序先写(0xFF)然后写(0xFF)，所以我实际上在做什么(因为 python)是两次写入字节 0xFF 的寄存器:)32 位寄存器可能也发生了同样的情况，尽管它看起来不同(但驱动程序的行为也可能不同)。

为了让它工作，我必须改变 python mmap 的实现:(