remap_pfn_range实现 mmap

清疚 2023-05-30 06:08 10阅读 0赞

函数声明：

int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot)；
    /**
    * remap_pfn_range - remap kernel memory to userspace
    * @vma: user vma to map to：内核找到的虚拟地址区间
    * @addr: target user address to start at：要关联的虚拟地址
    * @pfn: physical address of kernel memory：要关联的设备的物理地址，也即要映射的物理地址所在的物理帧号，可将物理地址>>PAGE_SHIFT
    * @size: size of map area
    * @prot: page protection flags for this mapping
    *
    * Note: this is only safe if the mm semaphore is held when called.
    */

实现mmap

static int xxx_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
    {
        unsigned long offset = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
        unsigned long pfn_start = (virt_to_phys(kbuff) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
        unsigned long virt_start = (unsigned long)kbuff + offset;
        unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
        int ret = 0;
    
        printk("phy: 0x%lx, offset: 0x%lx, size: 0x%lx\n", pfn_start << PAGE_SHIFT, offset, size);
    
        ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn_start, size, vma->vm_page_prot);
        if (ret)
            printk("%s: remap_pfn_range failed at [0x%lx  0x%lx]\n",
                __func__, vma->vm_start, vma->vm_end);
        else
            printk("%s: map 0x%lx to 0x%lx, size: 0x%lx\n", __func__, virt_start,
                vma->vm_start, size);
    
        return ret;
    }

第3行的vma\_pgoff表示的是该vma表示的区间在缓冲区中的偏移地址，单位是页。这个值是用户调用mmap时传入的最后一个参数，不过用户空间的offset的单位是字节（当然必须是页对齐），进入内核后，内核会将该值右移PAGE\_SHIFT（12），也就是转换为以页为单位。因为要在第9行打印这个编译地址，所以这里将其再左移PAGE\_SHIFT，然后赋值给offset。

第4行计算内核缓冲区中将被映射到用户空间的地址对应的物理页帧号。virt\_to\_phys接受的虚拟地址必须在低端内存范围内，用于将虚拟地址转换为物理地址，而vmaloc返回的虚拟地址不在低端内存范围内，所以需要用专门的函数。

第5行计算内核缓冲区中将被映射到用户空间的地址对应的虚拟地址

第6行计算该vma表示的内存区间的大小

第11行调用remap\_pfn\_range将物理页帧号pfn\_start对应的物理内存映射到用户空间的vm->vm\_start处，映射长度为该虚拟内存区的长度。由于这里的内核缓冲区是用kzalloc分配的，保证了物理地址的连续性，所以会将物理页帧号从pfn\_start开始的（size >> PAGE\_SHIFT）个连续的物理页帧依次按序映射到用户空间。