mmap将一个文件或者其它对象映射进内存，使得应用层可以直接读取到驱动层的数据，无需通过copy_to_user函数
可以用于像LCD这样的外设， 需要读写大量数据的
一、应用层
mmap用法：
- 用open系统调用打开文件, 并返回描述符fd.
- 用mmap建立内存映射, 并返回映射首地址指针start.
- 对映射(文件)进行各种操作, 显示(printf), 修改(strcpy、memncpy、sprintf、直接修改等).
- 用munmap(void *start, size_t lenght)关闭内存映射.
- 用close系统调用关闭文件fd.
mmap函数：
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
int fd, off_t offset);
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| addr | 指向欲映射的内存起始地址，通常设为 NULL， 代表让系统自动选定地址，映射成功后返回该地址。 |
| length | 代表将文件中多大的部分映射到内存。 |
| prot | 映射区域的保护方式。可以为以下几种方式的组合： PROT_EXEC 映射区域可被执行 PROT_READ 映射区域可被读取 PROT_WRITE 映射区域可被写入 PROT_NONE 映射区域不能存取 |
| flags | 影响映射区域的各种特性。 在调用mmap()时必须要指定MAP_SHARED 或MAP_PRIVATE。 |
| fd | 要映射到内存中的文件描述符。 如果使用匿名内存映射时，即flags中设置了MAP_ANONYMOUS，fd设为-1。 有些系统不支持匿名内存映射，则可以使用fopen打开/dev/zero文件， 然后对该文件进行映射，可以同样达到匿名内存映射的效果。 |
| offset | 文件映射的偏移量，通常设置为0， 代表从文件最前方开始对应，offset必须是分页大小的整数倍。 |
内存映射之后对内存进行读写，可以用write、read，但是效率低，可以直接对mmap函数返回的地址进行操作
使用 strcpy 等字符串处理函数即可
应用程序示例：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#define MMSIZE 128
int main(int argc, char *argv[])
{
int len;
char wr_buf[] = "hello mmap";
char read_buf[1024];
char *start;
...
...
/*open*/
int fd;
fd = open(argv[1], O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("open failed\n");
return -2;
}
printf("pid = %d\n", getpid());
/* 将文件映射到进程的虚拟内存空间 */
start = mmap(NULL, MMSIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, 0);
printf("mmap address = 0x%x\n", start);
/* 写数据 */
strcpy(start, wr_buf);
/* 读数据 */
strcpy(read_buf, start);
// read(fd, read_buf, MMSIZE);
printf("new data = %s\n", start);
printf("old data = %s\n", read_buf);
while(1){
sleep(5);
}
munmap(start, MMSIZE);
close(fd);
return 0;
}
二、驱动层
- 首先，驱动程序先分配好一段内存
- 接着用户进程通过库函数mmap()来告诉内核要将多大的内存映射到内核空间
- 内核经过一系列函数调用后调用对应的驱动程序的file_operation中指定的xxx_mmap函数
- 在xxx_mmap函数中调用remap_pfn_range()来建立映射关系。
驱动程序示例：
......
......
#define MM_SIZE 1024 * 8
#define MIN(x,y) (x < y ? x : y)
static char *buf = NULL;
static ssize_t hello_read (struct file *filp, char *buff, size_t size, loff_t *offset)
{
int err;
err = copy_to_user(buff, buf, MIN(MM_SIZE, size));
return MIN(MM_SIZE, size);
}
static int hello_mmap (struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
{
/*设置属性: cache，buffer */
vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vma->vm_page_prot);
if(remap_pfn_range(vma,//虚拟内存区域，即设备地址将要映射到这里
vma->vm_start,//虚拟空间的起始地址
virt_to_phys(buf)>>PAGE_SHIFT,//与物理内存对应的页帧号，物理地址右移12位
vma->vm_end - vma->vm_start,//映射区域大小，一般是页大小的整数倍
vma->vm_page_prot))//保护属性，
{
return -EAGAIN;
}
return 0;
}
/*定义 file_operations 结构体*/
static const struct file_operations hello_drv = {
.read = hello_read,
.open = hello_open,
.mmap = hello_mmap,
......
......
};
/*入口函数*/
static int hello_init(void)
{
//内核申请内存只能按页申请，申请该内存以便后面把它当作虚拟设备
buf = kmalloc(MM_SIZE, GFP_KERNEL);
strcpy(buf, "abc"); //先放入一些数据
......
......
return 0;
}
/*退出函数*/
static void hello_exit(void)
{
kfree(buf);
......
......
}
......
......
三、测试
直接口述吧
当mmap的参数为MAP_SHARED时，使用strcpy和read读取的数据和写入的相同；
当mmap的参数为MAP_PRIVATE时，使用strcpy读取的数据和写入的相同，read的数据和写入的不同（因为read到的是原内存的数据，MAP_PRIVATE标志会使得在写入内存数据时，内核会自动把内存空间拷贝一份，从而read到的是原来的内存，而写入的数据写入到了拷贝的新内存中）
