linux drivers中的mmap實現(xiàn)

drivers中file_operations的mmap操作的作用是：

將設(shè)備驅(qū)動內(nèi)核空間的內(nèi)存映射到用戶空間里，可以通過用戶空間中的mmap系統(tǒng)調(diào)用代替系統(tǒng)調(diào)用write和read。目的是提高讀寫效率。

系統(tǒng)調(diào)用mmap:

void* mmap (caddr_t addr, size_t len, int prot, int flags, off_t offset)

其中addr一般為NULL,目的是使內(nèi)核自動分配可用的虛擬空間地址，并通過返回值返回,并與MAP_FAILED比較；

prot一般為PROT_WRITE | PROT_READ; flags為MAP_SHARED或MAP_PRIVATE之一；offset表示從設(shè)備文件都開始多大偏移處映射，一般為0。

文件操作mmap :

int (*mmap) (struct file* filp, struct vm_area_struct* vma)

定義struct vm_operations_struct xxx_vm_ops = {

.open = xxx_vm_open,

.close = xxx_vm_close,

.nopage = xxx_vm_nopage,

};

編寫mmap文件操作函數(shù)的方式有兩種：

一.使用remap_pfn_range一次性申請，不需要定義nopage函數(shù)

1.在mmap中調(diào)用remap_pfn_range；

2.在mmap中對vma->vm_ops進(jìn)行附值；

3.在mmap結(jié)尾處主動調(diào)用vm_ops中的open；

二.定義nopage函數(shù)，在發(fā)生缺頁時由內(nèi)核申請內(nèi)存中的物理頁，由driver在nopage中將page與vma掛鉤

1.mmap中除了對vma->vm_ops進(jìn)行附值和主動調(diào)用vm_ops中的open外;

2.將設(shè)備內(nèi)存首先按PAGE_SIZE對齊，最終只將頁對齊的設(shè)備內(nèi)存映射到用戶空間中。然后將對齊操作處理后的虛擬地址逐頁進(jìn)行SetPageReserved(virt_to_page(virt_addr))保留(可選)

3.在nopage函數(shù)中，首先計算缺頁的虛擬內(nèi)存地址實際的內(nèi)存頁物理地址與設(shè)備文件開始處的偏移量offset；然后比較該偏移量是否超過映射的設(shè)備文件大小；最后將該缺頁地址的虛擬地址變換成頁幀號并申請該頁。

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