mmap设备操作
mmap系统调用如下：
void* mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
addr：指定映射的起始地址，通常设置为NULL，由系统指定；
length：映射到内存的文件长度；
prot：映射区的保护方式，可以是PROT_EXEC，PROT_READ，PROT_WRITE；
flags：映射区的特性，可以是MAP_SHARED，MAP_PRIVATE；
fd：由open返回的文件描述符，表示要映射的文件；
offset：文件开始处的偏移量，必须是分页大小的整数倍，通常为0，表示从文件头开始映射；
内存映射函数mmap：负责把文件内容映射到进程的虚拟地址空间中，映射之后，通过对这段内存的读取和修改，来实现对文件的读取和修改，而不需要再调用read，write等函数。
(文件在open之后直接mmap映射，然后用指针操作即可)
munmap系统调用如下：
int munmap(void *start,size_t length);
取消参数start所指向的映射内存，参数length表示欲取消映射的内存的大小；
(close之前要先调用munmap解除映射)
代码实例：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
int main(int argc, char** argv)
{
int fd = 0;
char *start =NULL;
charbuffer[100] = {0};
fd =open("testfile", O_RDWR);
start =mmap(NULL, 100, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
strcpy(buffer,start);
printf("buffer = %s\n", buffer);
strcpy(start,"now buffer is not null!");
munmap(start,100);
close(fd);
return 0;
}
执行结果：
(mmap系统调用不会影响原来文件的长度)
虚拟内存区域
虚拟内存区域是进程的虚拟地址空间中的一个同质区间，即具有同样特性的连续地址范围。
一个进程的内存映像由下面几部分组成：程序代码，数据，BSS，栈区域，以及内存映射的区域。
(每个进程都有自己独立的虚拟地址空间)
进程的虚拟内存区域可以通过/proc/pid/maps查看：
每一行的域为：
start-end perm offset major:minor inode
start：该区域的起始虚拟地址；
end：该区域的结束虚拟地址；
perm：读写和执行权限，表示对这个区域，允许进程做什么，这个域的最后一个字符要么是p表示私有的，要么是s表示共享的；
offset：被映射部分在文件中的起始地址；
major、minor：主次设备号；
inode：索引节点；
Linux内核中，使用结构vm_area_struct(<linux/mm_types.h>)来描述虚拟内存区域：
struct vm_area_struct
{
struct mm_struct * vm_mm;/* The address space we belong to. */
unsigned long vm_start;/* Our start address within vm_mm. */
unsigned long vm_end;/* The first byte after our end address within vm_mm. */
/* linked list of VM areas per task, sorted by address */
struct vm_area_struct *vm_next;
pgprot_t vm_page_prot;/* Access permissions of this VMA. */
unsigned long vm_flags;/* Flags, see mm.h. */
...
};
映射一个设备是指把用户空间的一段地址关联到设备内存(设备的物理地址)上，用户空间的地址会由系统提供，设备内存的地址通过查询可以获得，因此我们只需要关心“物理地址与虚拟地址如何关联”？
建立虚拟地址到物理地址的页表。
那么又是“如何建立页表”？
方法有两种：
1、 使用remap_pfn_range一次建立所有页表；
2、 使用nopageVMA方法每次建立一个页表；
int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned longaddr,
unsigned long pfn, unsigned long size,pgprot_t prot)
remap_pfn_range - remap kernel memory to userspace；
vma: user vma to map to，虚拟内存区域指针；
addr: target user address to start at，虚拟地址的起始值；
pfn: physical address of kernel memory，要映射的物理地址所在的物理页帧号，可将物理地址>>PAGE_SHIFT得到；
size: size of map area，要映射的区域的大小；
prot: page protection flags for this mapping，VMA的保护属性；