• mmap msync munmap close

           open 打开文件后——>使用mmap建设文件映射；建立文件映射后，可以对映射到的空间进行操作。用msync同步到文件中。
           问：close后对映射空间的操作能够同步到文件中吗？
           答：可以，只要文件映射存在，就可以向你映射空间的内容写入文件，实现空间和文件的同步。
    实例代码::
    [cpp] view plaincopyprint?
    1. #include <stdio.h>   
    2. #include <stdlib.h>   
    3. #include <string.h>   
    4. #include <unistd.h>   
    5. #include <sys/mman.h>   
    6. #include <sys/types.h>   
    7. #include <fcntl.h>   
    8. int main(int argc, char *argv[])  
    9. {  
    10.  int fd;  
    11.  char *addr;  
    12.  char *str = "Hello World";  
    13.  fd = open("./a",O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0666);  
    14.  if(fd == -1)  
    15.  {  
    16.   perror("open file fail:");  
    17.   exit(1);  
    18.  }  
    19.  if(ftruncate(fd,4096)==-1)  
    20.  {  
    21.   perror("ftruncate fail:");  
    22.   close(fd);  
    23.   exit(1);  
    24.  }  
    25.  addr =(char *) mmap(NULL,4096,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);  
    26.  if(addr == (char *)MAP_FAILED)  
    27.  {  
    28.   perror("mmap fail:");  
    29.   exit(1);  
    30.  }  
    31.  memset(addr,' ',4096);  
    32.    
    33.  memcpy(addr,str,strlen(str));                       //hello world  1   
    34.  close(fd);  
    35.  memcpy(addr+strlen(str),str,strlen(str));           //hello world  2   
    36.  if(msync(addr,4096,MS_SYNC)==-1)  
    37.  {  
    38.   perror("msync fail:");  
    39.   exit(1);  
    40.  }  
    41.       munmap(addr,4096);  
    42.  return 0;  
    43. }  
    ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

    　　//下面的代码把文件1.ls中的内容通过mmap函数写入2.ls中，忽略出错处理

    　　int fd=open("1.ls",O_RDONLY);

    　　int fd2=open("2.ls",O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR);//必须设置读写权限,若只有写权限,会产生SIGSEGV信号

    　　//mmap进行文件映射时必须先读取文件`

    　　struct stat st;

    　　fstat(fd,&st);

    　　lseek(fd2,st.st_size-1,SEEK_SET);

    　　write(fd2,"",1);        //必须的，如果不设置，当写入数据的时候会遇到文件结束符，产生SIGBUS信号

    　　void *_src=mmap(NULL,st.st_size,PROT_READ,MAP_SHARED, fd,0);

    　　void *_des=mmap(NULL,st.st_size,PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd2,0);

    　　close(fd);      //关闭文件后 依然可修改文件内容

    　　close(fd2);

    　　memcpy(_des,_src,st.st_size);

    　　总结一下，可能产生的问题如下：

    　　1.进行文件映射的描述符必须拥有读权限，否则会产生SIGSEGV信号

    　　2.把内存内容写入映射文件时，必须确保被写文件当前位置到文件结尾的长度不小于所写内容长度，否则产生SIGBUS信号

    　　3.关闭文件描述符并不能保证文件内容不被修改

    　　4.munmap并不能使映射的内容写回磁盘

    =======================================================================================

    在编写设备驱动程序的时候，如果要想把设备内存映射到用户空间，那需要我们实现mmap，通过看ldd3上面的介绍，对实现mmap有了一点了解． 
    书上介绍主要是利用 
    int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long virt_addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot) 函数或者 
    int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long virt_addr, unsigned long phys_addr, unsigned long size, pgprot_t prot)函数来实现，它们负责建立新的页表．这两个函数的区别是第一个函数是在参数pfn指向实际系统ＲＡＭ的时候使用，而第二个函数是在 phys_addr指向I/O内存的时候使用．对于ＡＲＭ平台来说，系统内存和端口应该是统一编址的，所以两个函数是等价的． 
    还有另外一个函数就是nopage函数，是ＶＭＡ结构体中可以填充的一个函数，在虚拟页没有所对应的物理页的时候，会调用此函数，来分配一个物理页给虚拟页． 
    　　int remap_page_range(unsigned long from, unsigned long phys_addr, unsigned long size, pgprot_t prot) 

    其中from是映射开始的虚拟地址。这个函数为虚拟地址空间from和from+size之间的范围构造页表； 
    phys_addr是虚拟地址应该映射到的物理地址； 
    size是被映射区域的大小； 
    prot是保护标志。 
    remap_page_range的处理过程是对from到form+size之间的每一个页面，查找它所在的页目录和页表（必要时建立页表），清除页表项旧的内容，重新填写它的物理地址与保护域。 
    remap_page_range可以对多个连续的物理页面进行处理。<<Linux设备驱动程序>>指出， 
    remap_page_range只能给予对保留的页和物理内存之上的物理地址的访问，当对非保留的页使用 
    remap_page_range时，缺省的nopage处理控制映射被访问的虚地址处的零页。所以在分配内存后，就要对所分配的内存置保留位，它是通过函数mem_map_reserve实现的，它就是对相应物理页面置 
    PG_reserved标志位。

    remap_pfn_range 通过你的页帧号来建立页表, 并映射到用户空间!
    一般情况是你的驱动分配一块内存,然后在驱动的mmap中使用这块内存的 物理地址转成页帧号, 再调用remap_pfn_range!
    1，假设你是通过kmalloc(),get_free_pages()等分配的，这种内存页是不能通过remap_pfn_range()映射出去的，要对 每个页面调用SetPageReserverd()标记为“保留”才可以，virt_to_phys()函数只是得到其物理地 址，remap_pfn_range()中的第三个参数是要求物理页便的“帧”号，即pfn,所以你的phys还要“> > PAGE_SHIFT”操作 
    2，假设你是通过vmalloc分配得来的，同上，不同的是要用vmalloc_to_pfn 
    3，用kmalloc,get_free_pages，vmalloc分配的物理内存页面最好还是不要用remap_pfn_page方法，建议使用VMA的nopage方法 
    4，对于这样的设备内存，最好对调用pgprot_nocached(vma-> vm_page_prot)后传给remap_pfn_range，防止处理器缓存 
    ==================================================================================
    系统调用过程（详见： ARM linux系统调用的实现原理) ：
    void*  mmap(void *, size_t, int, int, int, off_t);      //bionic/libc/unistd/mmap.c     (head file: bionic/libc/include/sys/mman.h) 
      |

    void*  __mmap2(void*, size_t, int, int, int, size_t);     // bionic/libc/arch-arm/syscalls/__mmap2.S   ( __NR_mmap2 = __NR_SYSCALL_BASE + 192 )

      |    ( arch/arm/kernel/calls.S )

    sys_mmap2         // ( arch/arm/kernel/entry-common.S )

      |

    sys_mmap_pgoff            //( mm/mmap.c )          SYSCALL_DEFINE6(mmap_pgoff, )

       |

    do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flags, pgoff);   //   mm/mmap.c

    可能合并VMA
    否则新分配一个VMA
    然后
    error = file->f_op->mmap(file, vma);
    就调用了驱动里的mmap      
    这时候vma->vm_pgoff = pgoff    (这个pgoff就是map(offset, len , fd ,...)  中的 offset ，当然经过处理了，PAGE_SHIFT移来移去的)
    =============================================================
    以下是Camera mmap的一个例子：
    [cpp] view plaincopyprint?
    1. <SPAN style="FONT-SIZE: 13px">/*! 
    2.  * V4L interface - mmap function 
    3.  * @param file        structure file * 
    4.  * @param vma         structure vm_area_struct * 
    5.  * @return status     0 Success, EINTR busy lock error, ENOBUFS remap_page error 
    6.  */  
    7. static int mxc_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)  
    8. {  
    9. struct video_device *dev = video_devdata(file);  
    10. unsigned long size;  
    11.      int res = 0;  
    12.      cam_data *cam = video_get_drvdata(dev);  
    13.      pr_err("=============================camera mmap\n");  
    14.      pr_err("In MVC:mxc_mmap\n");  
    15.      pr_err("   pgoff=0x%lx, start=0x%lx, end=0x%lx\n",  
    16.             vma->vm_pgoff, vma->vm_start, vma->vm_end);  
    17.      /* make this _really_ smp-safe */  
    18.      if (down_interruptible(&cam->busy_lock))  
    19.                  return -EINTR;  
    20.      size = vma->vm_end - vma->vm_start;  
    21.      vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vma->vm_page_prot);  
    22.      if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,  
    23.                      vma->vm_pgoff, size, vma->vm_page_prot)) {  
    24.            pr_err("ERROR: v4l2 capture: mxc_mmap: "  
    25.                         "remap_pfn_range failed\n");  
    26.            res = -ENOBUFS;  
    27.            goto mxc_mmap_exit;  
    28.      }  
    29.      vma->vm_flags &= ~VM_IO;/* using shared anonymous pages */  
    30.      mxc_mmap_exit:  
    31.      up(&cam->busy_lock);  
    32.      return res;  
    33. }</SPAN>  
    ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
    用户层调用：
    mmap (NULL, mCaptureBuffers[i].length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_v4l, mCaptureBuffers[i].phy_offset);
    以下是抓取的Log：
     [   46.355719] =============================camera mmap
    [   46.360704] In MVC:mxc_mmap
    [   46.363635]    pgoff=0x93900, start=0x40c0f000, end=0x40cbf000
    [   46.459041] =============================camera mmap
    [   46.464109] In MVC:mxc_mmap
    [   46.466908]    pgoff=0x93a00, start=0x40dbf000, end=0x40e6f000
    [   46.569979] =============================camera mmap
    [   46.575116] In MVC:mxc_mmap
    [   46.577927]    pgoff=0x93b00, start=0x42692000, end=0x42742000
    [   46.631274] =============================camera mmap
    [   46.636332] In MVC:mxc_mmap
    [   46.639130]    pgoff=0x93c00, start=0x42842000, end=0x428f2000
    [   46.673606] =============================camera mmap
    [   46.678661] In MVC:mxc_mmap
    [   46.681459]    pgoff=0x93d00, start=0x429f2000, end=0x42aa2000
    拍照：
    [ 1072.567111] =============================camera mmap
    [ 1072.572256] In MVC:mxc_mmap
    [ 1072.575093]    pgoff=0x92c00, start=0x42692000, end=0x42952000
    [ 1072.591292] =============================camera mmap
    [ 1072.596321] In MVC:mxc_mmap
    [ 1072.599119]    pgoff=0x91000, start=0x42952000, end=0x42c12000
    [ 1072.612007] =============================camera mmap
    [ 1072.616990] In MVC:mxc_mmap
    [ 1072.619852]    pgoff=0x91400, start=0x42f25000, end=0x431e5000
    返回preview:
    [ 1074.351975] =============================camera mmap
    [ 1074.357060] In MVC:mxc_mmap
    [ 1074.359895]    pgoff=0x91700, start=0x40c0a000, end=0x40cba000
    [ 1074.369823] =============================camera mmap
    [ 1074.374837] In MVC:mxc_mmap
    [ 1074.377635]    pgoff=0x93900, start=0x40cc5000, end=0x40d75000
    [ 1074.385910] =============================camera mmap
    [ 1074.390883] In MVC:mxc_mmap
    [ 1074.393713]    pgoff=0x93e00, start=0x40d75000, end=0x40e25000
    [ 1074.402028] =============================camera mmap
    [ 1074.407004] In MVC:mxc_mmap
    [ 1074.409808]    pgoff=0x92b00, start=0x40e25000, end=0x40ed5000
    [ 1074.417813] =============================camera mmap
    [ 1074.422813] In MVC:mxc_mmap
    [ 1074.425610]    pgoff=0x91600, start=0x42692000, end=0x42742000
    切换到录像：
    [ 1148.276637] =============================camera mmap
    [ 1148.281664] In MVC:mxc_mmap
    [ 1148.284470]    pgoff=0x92b00, start=0x40e00000, end=0x40e98000
    [ 1148.293967] =============================camera mmap
    [ 1148.298943] In MVC:mxc_mmap
    [ 1148.301780]    pgoff=0x93900, start=0x42323000, end=0x423bb000
    [ 1148.311097] =============================camera mmap
    [ 1148.316121] In MVC:mxc_mmap
    [ 1148.318920]    pgoff=0x93e00, start=0x423bb000, end=0x42453000
    [ 1148.328422] =============================camera mmap
    [ 1148.333448] In MVC:mxc_mmap
    [ 1148.336246]    pgoff=0x93c00, start=0x42453000, end=0x424eb000
    [ 1148.346153] =============================camera mmap
    [ 1148.351130] In MVC:mxc_mmap
    [ 1148.353981]    pgoff=0x93d00, start=0x424eb000, end=0x42583000

    ==================================================================
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