Mmap設(shè)備方法---那些年我們一起玩嵌入式驅(qū)動
mmap設(shè)備方法）
Mmap系統(tǒng)調(diào)用（功能）
Void* mmap(void * add, size_t len , int prot, int flags, int fd, off_t offset)
Mmap系統(tǒng)調(diào)用（參數(shù)）
*Addr
指定映射的起始地址，通常設(shè)為NULL，由系統(tǒng)指定。
*Length:
映射到內(nèi)存的文件長度
*port:
映射區(qū)的保護方式，可以是：
PROT_EXEC:映射區(qū)可被執(zhí)行；
PROT_READ:映射去可被讀?。?/p>
PROT_WRITE:映射區(qū)可被寫入；
PROT_NONE:映射區(qū)不能存??；
*flags:
映射區(qū)的特性，可以是：
# MAP_SHARED:
寫入映射區(qū)的數(shù)據(jù)會復(fù)制回文件，且允許其他映射該文件的進程共享。
#MAP_PRIVATE:
對映射區(qū)的寫入操作產(chǎn)生一個映射區(qū)的復(fù)制（copy-on-write）,對此區(qū)域所做的修改不會協(xié)會原文件。
Fd:
由open返回的文件描述符，代表要映射的文件。
Offset:
以文件開始處偏移量，必須是分頁大小的整數(shù)倍，通常為0，表示從文件頭開始映射。
內(nèi)存映射函數(shù)mmap，負責把文件內(nèi)容映射到進程的虛擬空間，通過對這段內(nèi)存的讀取和修改，來實現(xiàn)對文件的讀取和修改，而不需要在調(diào)用read,write等操作。
左邊是進程的虛擬地址空間；右邊是文件；
解除映射
Int munmap(void *start，size_t length)
功能：
取消參數(shù)start所指向的映射內(nèi)存，參數(shù)length表示與取消的內(nèi)存的大小。
（start所指向的映射內(nèi)存，即mmap()的返回值）
返回值：
解除成功返回0，否則返回-1，錯誤原因存在errno中。
源程序：
示例：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
Int main()
{
int fd;
char *start;
char buf[100];
/*打開文件*/
fd=open(“testfile”,O_RDWR);
start=mmap(NULL,100,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0); //把文件testfile進程映射到虛擬空間中去
//映射文件的地址直接通過start返回，以后操作文件就直接使用這個地址
/*讀出數(shù)據(jù)*/
Strcpy(buf,start);/*把buf中的內(nèi)容直接拷貝到start中去*/
printf(“buf=%sn”,buf);
/*寫入數(shù)據(jù)*/
Strcpy(start,”buf is not null!”);/*把字符串直接寫到start中*/
Munmap(start,100);/*解除映射*/
close(fd); /*關(guān)閉文件*/
return 0；
}
源文件：
1.通過mmap函數(shù)返回映射地址（初始位置）start;
2.利用返回的start地址通過strcpy()寫入、讀出函數(shù)；
3.讀寫完后，接觸映射；
虛擬內(nèi)存區(qū)域
虛擬內(nèi)存區(qū)域是進程的虛擬地址空間中的一個同質(zhì)區(qū)間，即具有同樣特性的連續(xù)地址范圍。一個進程的內(nèi)存映像由下面幾部分組成：程序代碼、數(shù)據(jù)、BSS和棧區(qū)域，以及內(nèi)存映射的區(qū)域。
虛擬內(nèi)存區(qū)域：
每一行的域為：
Start _endperm offset major: minor inode
*start:該區(qū)域起始虛擬地址
*end：該區(qū)域結(jié)束虛擬地址
*perm :讀、寫和執(zhí)行權(quán)限；表示對這個區(qū)域，允許進程做什么。這個區(qū)域的最后一個字符要么是P表示私有的，要么是s表示共享的。
*offset :被映射部分在文件中的起始地址
*major、minor：主設(shè)備號；
*inode :索引節(jié)點
Vm_area_struct
Linux內(nèi)核使用結(jié)構(gòu)vm_area_struct
()來描述虛擬內(nèi)存區(qū)域，其中幾個主要的成員如下：
*unsigned long vm_start
虛擬內(nèi)存區(qū)域起始地址
*unsigned long vm_end
虛擬內(nèi)存區(qū)域結(jié)束地址
*unsigned long vm_flags
該區(qū)域的標記。如：VM_IO和VM_RESERVED
VM_IO將該VMA標記為內(nèi)存映射的IO區(qū)域，
VM_IO會阻止系統(tǒng)將該區(qū)域包含在進程的存放轉(zhuǎn)存（core dump）中，VM_RESERVED標志內(nèi)存區(qū)域不能被換出。
Mmap設(shè)備操作
映射一個設(shè)備是指把用戶空間的一段地址關(guān)聯(lián)到設(shè)備內(nèi)存上。當程序讀寫這段用戶空間的地址時，它實際上是在訪問設(shè)備。
Mmap設(shè)備操作
Mmap設(shè)備方法需要完成什么功能？
Mmap方法是file_oprations結(jié)構(gòu)的成員，在mmap系統(tǒng)調(diào)用發(fā)出時被調(diào)用。在此之前，內(nèi)核已經(jīng)完成了很多工作。mmap設(shè)備方法所需要做的就是建立虛擬地址到物理地址的頁表。
內(nèi)核可以幫我找到一塊可以用的虛擬地址，怎么告訴我？
就是通過structvm_area_struct參數(shù)告訴我的。
Mmap如何完成頁表的建立？
方法有二：
1.使用remap_pfn_range一次建立所有頁表；
2.使用nopageVMA方法每次建立一個頁表。
我們使用的是第一種：remap_pfn_range一次建立所有頁表；
Vma :（內(nèi)核幫我們找到的虛擬內(nèi)核區(qū)間）
虛擬內(nèi)存區(qū)域指針
Virt_addr:（關(guān)聯(lián)的虛擬地址）
虛擬地址的起始值；
Pfn:（關(guān)聯(lián)的物理地址）
要映射的物理地址所在的物理頁幀號，可將物理地址>>PAGE_SHIRT得到。
>>PAGE_SHIRT（PAGE_SHIRT是12，即右移12位，相當于除以4k）
Size:（關(guān)聯(lián)的長度多大）
要映射的區(qū)域的大小
Prot:（關(guān)聯(lián)的屬性）
VMA的保護屬性
分析思路順序按照如下顏色；
思路一：在file_operations結(jié)構(gòu)體中添加mmap函數(shù)；
思路二：實現(xiàn)mmap函數(shù)、如上；
驅(qū)動中的mmap函數(shù)：
1.設(shè)置屬性；
2.建立虛擬地址到物理地址的頁表；
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