Linux驱动IO篇——mmap操作
前言
平时我们写Linux驱动和用户空间交互时，都是通过copy_from_user把用户空间传过来的数据举行拷贝，为什么要这么做呢 ？
由于用户空间是不可直接内核空间数据的，他们映射的是差别的地点空间，只能先将数据拷贝过来，然后再操作。
若是用户空间需要传几MB的数据给内核，那么原来的拷贝方法显然效率特殊低，也不太现实，那怎么办呢 ？
想想，之以是要拷贝是由于用户空间不可直接会见内核空间，那若是可以直接会见内核空间的buffer，是不是就解决了。
简朴来说，就是让一块物理内存拥有两份映射，即拥有两个虚拟地点，一个在内核空间，一个在用户空间。关系如下：
通过mmap映射就可以实现。
应用层
应用层代码很简朴，主要就是通过mmap系统挪用举行映射，然后就可以对返回的地点举行操作。
char * buf;
/* 1. 翻开文件 */
fd = open("/dev/hello", O_RDWR);
if (fd == -1)
{
printf("can not open file /dev/hello\n");
return -1;
}
/* 2. mmap
* MAP_SHARED : 多个APP都挪用mmap映射统一块内存时, 对内存的修改各人都可以看到。
* 就是说多个APP、驱动程序现实上会见的都是统一块内存
* MAP_PRIVATE : 建设一个copy on write的私有映射。
* 当APP对该内存举行修改时，其他程序是看不到这些修改的。
* 就是当APP写内存时, 内核会先建设一个拷贝给这个APP,
* 这个拷贝是这个APP私有的, 其他APP、驱动无法会见。
*/
buf = mmap(NULL, 1024*8, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
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mmap的第一个参数是想要映射的起始地点，通常设置为NULL，体现由内核来决议该起始地点。
第二参数是要映射的内存空间的巨细。
第三个参数PROT_READ | PROT_WRITE体现映射后的空间是可读可写的。
第四个参数可填MAP_SHARED或MAP_PRIVATE：
MAP_SHARED：多个APP都挪用mmap映射统一块内存时, 对内存的修改各人都可以看到。就是说多个APP、驱动程序现实上 会见的都是统一块内存。
MAP_PRIVATE：建设一个copy on write的私有映射。当APP对该内存举行修改时，其他程序是看不到这些修改的。就是当APP 写内存时, 内核会先建设一个拷贝给这个APP，这个拷贝是这个APP私有的, 其他APP、驱动无法会见。
驱动层
驱动层主要是实现mmap接口，而mmap接口的实现，主要是挪用了remap_pfn_range函数，函数原型如下：
int remap_pfn_range( struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
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vma：形貌一片映射区域的结构体指针
addr：要映射的虚拟地点起始地点
pfn：物理内存所对应的页框号，就是将物理地点除以页巨细获得的值
size：映射的巨细
prot：该内存区域的会见权限
驱动主要办法：
1、使用kmalloc或者kzalloc函数分派一块内存kernel_buf，由于这样分派的内存物理地点是一连的，mmap后应用层会对这一个基地点去会见这块内存。
2、实现mmap函数
static int hello_drv_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
{
/* 获得物理地点 */
unsigned long phy = virt_to_phys(kernel_buf);//kernel_buf是内核空间分派的一块虚拟地点空间
/* 设置属性：cache, buffer*/
vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vma->vm_page_prot);
/* map */
if(remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, phy>>PAGE_SHFIT,
vma->vm_end - vma->start, vma->vm_page_prot)){
printk("mmap remap_pfn_range failed\n");
return -ENOBUFS;
}
return 0;
}
static struct file_operations my_fops = {
.mmap = hello_drv_mmap,
};
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1、通过virt_to_phys将虚拟地点转为物理地点，这里的kernel_buf是内核空间的一块虚拟地点空间
2、设置属性：不使用cache，使用buffer
3、映射：通过remap_pfn_range函数映射，phy>>PAGE_SHIFT着实就是按page映射，除了这个参数，其他的起始地点、巨细和权限都可以由用户在系统挪用函数中指定。
当应用层挪用mmap后，就会挪用到驱动层的mmap函数，最终应用层的虚拟地点和驱动中的物理地点就建设了映射关系，应用层也就可以直接会见驱动的buffer了。
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