参考资料： https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/8149859.html https://blog.csdn.net/HuangChen666/article/details/133633120
remap_pfn_range ：
remap_pfn_range 是 Linux 内核中的一个函数，用于将物理页面框号（PFN）映射到用户空间的虚拟地址范围中。PFN 是物理页面在内存中的索引，而不是直接的物理地址。这个函数在内核中的 mm/memory.c 文件中定义。int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long virt_addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot); // 参数和返回值说明 vma: 虚拟内存区域结构体指针，描述了要进行映射的虚拟内存区域。 virt_addr: 用户空间中要映射的虚拟地址的起始地址。 pfn: 物理页面框号的起始地址，即要映射的物理页面在内存中的索引。 size: 要映射的内存区域大小。 prot: 要应用于映射区域的页面保护标志，通常使用 vm_page_prot 定义。 映射成功返回0，失败返回错误码
mmap：
mmap() 是一个 Unix 和类 Unix 操作系统中的系统调用，用于在进程的地址空间中创建一个新的内存映射区域。它允许进程将文件或设备映射到其地址空间中，从而可以通过内存访问来读取和写入文件，或者与设备进行通信：void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); // 参数和返回值说明 addr：欲映射的内存起始地址，通常设置为 NULL，表示由系统选择合适的地址。 length：映射区域的长度，以字节为单位。 prot：映射区域的保护方式，可以是 PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_EXEC 和 PROT_NONE 的组合。 flags：控制映射区域的属性，可以是 MAP_SHARED、MAP_PRIVATE、MAP_ANONYMOUS 和其他标志的组合。 fd：要映射的文件描述符，如果不是映射文件，可以设置为 -1，对应的flags要带MAP_ANONYMOUS。 offset：要映射的文件的偏移量，通常设置为 0。 成功时，返回映射区域的起始地址。 失败时，返回 MAP_FAILED，并设置 errno 表示错误原因。当flags设置为MAP_ANONYMOUS时，这个标志告诉操作系统不关联任何文件，而是直接映射到系统内核管理的一块内存区域，也成为匿名内存区域，适合的使用场景：
1、共享内存：多个进程可以通过映射同一个匿名内存区域来实现进程间通信，从而共享数据。
2、动态内存分配：malloc() 和 free() 等内存管理函数可能会使用匿名内存区域来分配和释放内存。
3、临时缓冲区：某些临时数据或缓冲区可以放置在匿名内存区域中，从而避免了频繁的文件 I/O 操作。
mmap驱动和应用测试程序举例 mmap_demo.c#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/slab.h>
#define DEVICE_NAME "mmap_demo"
#define BUF_SIZE 4096
MODULE_LICENSE("GPL");
static int major;
static char *buffer;
static int mmap_demo_open(struct inode *inode, struct file *file) {
return 0;
}
static int mmap_demo_release(struct inode *inode, struct file *file) {
return 0;
}
static int mmap_demo_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma) {
unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
// 检查请求的内存大小是否合法
if (size > BUF_SIZE)
return -EINVAL;
// 将设备内存映射到用户空间
if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, virt_to_phys(buffer) >> PAGE_SHIFT + vm->vm_pgoff, size, vma->vm_page_prot) < 0)
return -EAGAIN;
return 0;
}
static struct file_operations mmap_demo_fops = {
.open = mmap_demo_open,
.release = mmap_demo_release,
.mmap = mmap_demo_mmap,
};
static int __init mmap_demo_init(void) {
major = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &mmap_demo_fops);
if (major < 0) {
printk(KERN_ALERT "Failed to register a major number\n");
return major;
}
buffer = kmalloc(BUF_SIZE, GFP_KERNEL);
if (!buffer) {
unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME);
printk(KERN_ALERT "Failed to allocate memory for the device\n");
return -ENOMEM;
}
printk(KERN_INFO "mmap_demo module loaded\n");
return 0;
}
static void __exit mmap_demo_exit(void) {
kfree(buffer);
unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME);
printk(KERN_INFO "mmap_demo module unloaded\n");
}
module_init(mmap_demo_init);
module_exit(mmap_demo_exit);
PAGE_SHIFT可以理解为一个页面的大小，在linux中一般为4K，也就是1 << 12。vma->vm_start表示用户空间要映射的虚拟地址的起始地址，virt_to_phys(buffer) >> PAGE_SHIFT + vm->vm_pgoff表示页帧号
应用层测试程序：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define DEVICE_FILE "/dev/mmap_demo"
#define BUF_SIZE 4096
int main() {
int fd;
char *mapped_mem;
// 打开设备文件
fd = open(DEVICE_FILE, O_RDWR);
if (fd == -1) {
perror("open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 将设备内存映射到用户空间
mapped_mem = mmap(NULL, BUF_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (mapped_mem == MAP_FAILED) {
perror("mmap");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 写入数据到设备内存
const char *data = "Hello, mmap from user space!";
strncpy(mapped_mem, data, strlen(data));
// 从设备内存读取数据
printf("Data from device memory: %s\n", mapped_mem);
// 解除内存映射
if (munmap(mapped_mem, BUF_SIZE) == -1) {
perror("munmap");
}
// 关闭设备文件
if (close(fd) == -1) {
perror("close");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return 0;
}
标签：remap,映射,mmap,vm,range,内存,demo,include From： https://www.cnblogs.com/lethe1203/p/18118114