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:
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。