mmap内核源码分析，基于内核版本3.10（一）

最近项目需要使用到mmap，因此对mmap内核中的实现进行学习，该博客基于Linux-3.10，相近版本可以做参考，如果版本跨度大需结合对应版本来进行学习。

一个用户态程序可以通过调用libc中的mmap()，将一个已打开文件的内容映射到它的用户空间。

mmap用户态函数原型：mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)。

参数fd代表着一个已打开文件，offset为文件中的起点，而start为映射到用户空间中的起始地址，length则为长度。还有两个参数prot和flags，前者用于对所映射区间的访问模式，如可写、可执行等，后者则用于其他控制目的。

这里对用户态的mmap就不进行过多的讲解了，直接通过系统调用来进行内核态mmap的具体实现的学习。

用户态mmap通过系统调用sys_mmap2陷入内核，使用Source Insight打开Linux-3.10的内核源码（https://blog.youkuaiyun.com/SweeNeil/article/details/83684938）

unsigned long sys_mmap2(unsigned long addr, size_t len,
			unsigned long prot, unsigned long flags,
			unsigned long fd, unsigned long pgoff)
{
	return do_mmap2(addr, len, prot, flags, fd, pgoff, PAGE_SHIFT-12);
}

在sys_mmap2中直接返回了do_mmap2，然后我们跳转到do_mmap2来进行查看相关内容：

static inline unsigned long do_mmap2(unsigned long addr, size_t len,
			unsigned long prot, unsigned long flags,
			unsigned long fd, unsigned long off, int shift)
{
	unsigned long ret = -EINVAL;

	if (!arch_validate_prot(prot))
		goto out;

	if (shift) {
		if (off & ((1 << shift) - 1))
			goto out;
		off >>= shift;
	}

	ret = sys_mmap_pgoff(addr, len, prot, flags, fd, off);
out:
	return ret;
}

do_mmap2是一个内联函数，其中主要调用了sys_mmap_pgoff函数，然后继续跳转到sys_mmap_pgoff函数，在使用Source Insight进行跳转查看时，发现该函数同样为一个系统调用，但是未找到函数体，其函数声明如下：

asmlinkage long sys_mmap_pgoff(unsigned long addr, unsigned long len,
			unsigned long prot, unsigned long flags,
			unsigned long fd, unsigned long pgoff);

猜测在sys_mmap_pgoff中同样是调用的一个do_mmap_pgoff的函数（如果大家找到了欢迎评论说明），根据查找到的mmap内核代码的其他博客，可知应该是调用了do_mmap_pgoff。查看do_mmap_pgoff函数，找到了两个do_mmap_pgoff函数。一是在./mm/mmap.c中定义的函数do_mmap_pgoff，一个是在/mm/nommu.c中定义的do_mmap_pgoff函数。

到底哪一个为在执行mmap时被调用的函数呢，我们先打开这两个文件进行分析，看一下这两个文件是否有相应的描述信息，首先打开/mm/mmap.c，发现文件并没有什么描述信息，只有一个作者的信息，然后再打开/mm/nommu.c文件，发现了如下内容：

通过上面的描述信息可知，nommu.c中的代码就是mm函数的替换代码，用于支持没有任何形式的内存管理单元的CPU，其实这一点我们也可以从文件名nommu.c猜测这里面的代码应该是在没有MMU时会被运行的。

因此我们可以先对/mm/mmap.c中的do_mmap_pgoff进行分析：

1、/mm/mmap.c——>do_mmap_pgoff函数

在mm/mmap.c中查找到了函数do_mmap_pgoff的函数代码如下：

unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
			unsigned long len, unsigned lo