mmap内存映射操作之二

这次我们来讲述mmap较为具体一点的实现细节。

 

mmap设备方法是file_operations结构的成员，在Mmap系统调用发出时被调用。在此之前，内核已经完成了很多工作。mmap设备方法所需要做的就是建立虚拟地址到物理地址的页表。

 

prototype : int (*mmap)(struct file *, struct vm_area_struct *);

parameter: struct file * : 需要操作的文件

                struct vm_area_struct * : 内核自动帮我们找到的一个虚拟内存区域。

return : 虚拟内存区域起始地址

 

Linux内核使用结构vm_area_struct 来描述虚拟虚拟内存区域，其中几个主要成员如下：

unsigned long vm_start : 虚拟内存区域起始地址

unsinged long vm_end  : 虚拟内存区域结束地址

unsigned long vm_flags : 该区域的标记（能否直接把信息通过虚拟地址存入物理地址等）

 

通过上面的介绍，其实mmap是如何完成页表的建立呢？

方法有两种：

1.使用remap_pfn_range一次建立所有页表

2.使用nopage VMA方法每次建立一个页表

 

我们这里详细介绍方法一。

prototype : int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,

                                              unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot)

parameter: vma : 虚拟内存区域指针

                addr : 虚拟地址的起始值

                pfn  : 要映射的物理地址的页帧号，即将物理地址右移PAGE_SHIFT（12位），至于为什

                         么是12位，敬请查看《深入理解LINUX内核》内存管理部分

                size : 要映射的区域的大小。

                prot : VMA的保护属性。

return : 返回虚拟内存起始地址。

 

操作实例：

int memdev_mmap(struct file * filp, struct vm_area_struct * vma) { vma -> vm_flags |= VM_IO; vma -> vm_flags |= VM_RESERVED; //设置保护属性 if (remap_pfn_range(vma, vma -> vm_start, virt_to_phys(dev -> data) >> PAGE_SHIFT, size, vma -> vm_page_prot)) { return -EAGAIN; } return 0; }

注意这里的remap_pfn_range函数里的virt_to_phys(dev -> data)，因为例子采用的“设备”其实就是内存，所以需要先转化成物理地址再移位。如果以后我们操作实际的硬件，这里就不用转化了，直接填入物理地址即可。