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Linux mmap原理

Linux mmap原理 前言 Linux段页式内存管理 mmap mmap内存映射原理 文字概述 mmap函数参数介绍 源码解析 1. 文件映射 2....缺页异常 mmap 和常规文件操作的区别 mmap 使用的细节 小结 ---- 前言 mmaplinux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数,很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数...本文想要和大家一起来聊聊mmap的原理,本文整体脉络如下: linux段页式内存管理回顾 mmap原理 ---- Linux段页式内存管理 这里的段页式内存管理主要基于linux 0.11进行讲解...(作者本人并非主攻linux,所以只是对linux 0.11略有研究) 无论是现代操作系统还是最早的linux 0.11操作系统,在对于物理内存的管理,都是将物理内存按页划分,如下图所示:...mmap的实现不是基于linux 0.11的虚拟内存管理方式,而是更复杂的方式,这里大家需要记住上面标红的那段话。

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Linux内存映射——mmap

Linux提供了mmap()函数,用来映射物理内存。...它的值可以是一个或者多个以下位的组合体 MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址,如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间,重叠部分将会被丢弃。...如果指定的起始地址不可用,操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。 MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入,相当于输出到文件。...MAP_32BIT //将映射区放在进程地址空间的低2GB,MAP_FIXED指定时会被忽略。当前这个标志只在x86-64平台上得到支持。...而mmap()返回的地址,却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时,不必指定具体的文件,只要设置相应的标志即可.

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Linux mmap完全剖析

fd, off_t offset); 参数说明: start:指定要映射的内存地址,一般设置为 NULL 让操作系统自动选择合适的内存地址。...length:映射地址空间的字节数,它从被映射文件开头 offset 个字节开始算起。 prot:指定共享内存的访问权限。...flags:由以下几个常值指定:MAP_SHARED(共享的) MAP_PRIVATE(私有的), MAP_FIXED(表示必须使用 start 参数作为开始地址,如果失败不进行修正),其中,MAP_SHARED...在 32位的 Linux 内核中,每个进程都独有 4GB 的虚拟内存空间,但所有进程却共用相同的物理内存空间。...vm_start:内存区的开始地址。 vm_end:内存区的结束地址。 vm_next:用于连接进程的所有内存区。 vm_page_prot:指定内存区的访问权限。

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Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ① ( mmapmmap2 系统调用 | Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 )

文章目录 一、mmapmmap2 系统调用 二、Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 一、mmapmmap2 系统调用 ---- mmap 创建 " 内存映射 " 的 系统调用 有...2 种实现 , mmapmmap2 ; 2 者区别是 : mmap 偏移单位是 " 字节 " , mmap2 偏移单位是 " 页 " , 但是在 arm 64 体系架构中 , 没有实现 mmap2..., 只实现了 mmap 系统调用 ; 二、Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 ---- arm64 架构体系中 , 使用 mmap 系统调用 创建 " 内存映射 " , 调用 mmap 系统调用函数...函数 , 继续向下执行 ; mmap 系统调用代码如下 : SYSCALL_DEFINE1(old_mmap, struct mmap_arg_struct __user *, arg) { struct...>> PAGE_SHIFT); } 参考路径 : linux-4.12\mm\mmap.c#1534

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linux内存映射mmap原理分析

这种对应关系纯属是逻辑上的概念,物理上是不存在的,原因是进程的逻辑地址空间本身就是不存在的。...mmap()会返回一个指针ptr,它指向进程逻辑地址空间中的一个地址,这样以后,进程无需再调用read或write对文件进行读写,而只需要通过ptr就能够操作文件。...但是ptr所指向的是一个逻辑地址,要操作其中的数据,必须通过MMU将逻辑地址转换成物理地址,如图1中过程2所示。这个过程与内存映射无关。...前面讲过,建立内存映射并没有实际拷贝数据,这时,MMU在地址映射表中是无法找到与ptr相对应的物理地址的,也就是MMU失败,将产生一个缺页中断,缺页中断的中断响应函数会在swap中寻找相对应的页面,如果找不到...通过对比可以看出,read消耗的时间将近是mmap的两到三倍。

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Linux内存管理之mmap详解

作者:freeboy1015 来源:http://lib.csdn.net/article/linux/62126 一. mmap系统调用 1. mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存...它的值可以是一个或者多个以下位的组合体 MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址,如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间,重叠部分将会被丢弃。...如果指定的起始地址不可用,操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。 MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入,相当于输出到文件。...而mmap()返回的地址,却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时,不必指定具体的文件,只要设置相应的标志即可....结构的成员: int (*mmap)(struct file *,struct vm_area_struct *); linux有2个方法建立页表: (1) 使用remap_pfn_range一次建立所有页表

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Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ④ ( do_mmap 函数执行流程 | do_mmap 函数源码 )

文章目录 一、do_mmap 函数执行流程 二、do_mmap 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍..., 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 sys_mmap_pgoff 系统调用函数 中 , 最后调用了 vm_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 vm_mmap_pgoff...内存映射 " ; 首先 , 执行 get_unmapped_area 函数 , 获取未被映射的内存区域 , 根据不同的情况 , 如 " 文件映射 " 还是 " 匿名映射 " , 调用对应的 " 分配虚拟地址区间..." 内存映射 " 主要是 do_mmap 函数实现的 , 该函数定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\mmap.c#1320 位置 ; do_mmap 函数源码如下 : /*...(flags & (MAP_POPULATE | MAP_NONBLOCK)) == MAP_POPULATE)) *populate = len; return addr; } 源码路径 : linux

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Linux内存管理之mmap详解

作者:freeboy1015 来源:http://lib.csdn.net/article/linux/62126 一. mmap系统调用 1. mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存...它的值可以是一个或者多个以下位的组合体 MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址,如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间,重叠部分将会被丢弃。...如果指定的起始地址不可用,操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。 MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入,相当于输出到文件。...而mmap()返回的地址,却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时,不必指定具体的文件,只要设置相应的标志即可....结构的成员: int (*mmap)(struct file *,struct vm_area_struct *); linux有2个方法建立页表: (1) 使用remap_pfn_range一次建立所有页表

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Linux mmap 的作用是什么?

1.简介 mmap(memory map)即内存映射,用于将一个文件或设备映射到进程的地址空间。...表示要映射到的内存区域的起始地址,通常用 NULL,表示由内核指定该内存地址。...它的值可以是一个或者多个以下位的组合体: MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址,如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间,重叠部分将会被丢弃。...如果指定的起始地址不可用,操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。 MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入,相当于输出到文件。...失败时,munmap返回-1,errno 返回标志和 mmap 一致。 该调用在进程地址空间中解除一个映射关系,addr是调用mmap()时返回的地址,len是映射区的大小。

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为什么mmap之后访问地址仍然发生了缺页异常?

作者简介: viho he,ARM64专家,现供职于某芯片公司,专注于Linux内核、BSP、ARM64虚拟化以及与ARM64 SoC相关的各种底软技术 问题简述 在笔者的开发平台上,应用程序使用ION...申请cma内存,并用mmap映射到用户地址空间去做写操作。...第一轮分析 首先用perf分析应用程序行为,发现程序在运行时产生了不少page fault,感觉是mmap之后内核并没有建立映射,而是在第一次访问此地址时,产生fault in所致。...=> do_mmap => mmap_region => dma_buf_mmap_internal => ion_dma_buf_mmap => ion_heap_map_user => remap_pfn_range...答: 5.10对PTE_RDONLY引入,是ARM官方maintainer的刻意行为,源于commit: https://github.com/torvalds/linux/commit/aa57157be69fb599bd4c38a4b75c5aad74a60ec0

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Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ③ ( vm_mmap_pgoff 函数执行流程 | vm_mmap_pgoff 函数源码 )

文章目录 一、vm_mmap_pgoff 函数执行流程 二、vm_mmap_pgoff 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " ,..., 继续向下执行 ; 一、vm_mmap_pgoff 函数执行流程 ---- 在 vm_mmap_pgoff 函数中 , 首先 , 以 " 写者 " 身份 , 向 Linux 内核申请 读写 " 信号量...创建 " 内存映射 " 完成后 , 释放 " 读写信号量 " ; 最后 , 处理 " 内存页 " 锁定问题 , 如果需要将 内存映射 的 内存页 锁定在 虚拟内存 中 , 直接进行处理即可 , 在 物理地址空间...分配 内存页 , 并将 虚拟地址空间 的 内存页 映射到 物理内存页 中 ; 二、vm_mmap_pgoff 函数源码 ---- vm_mmap_pgoff 函数定义在 Linux 内核源码中的 linux...(mm, &uf); if (populate) mm_populate(ret, populate); } return ret; } 源码路径 : linux-4.12\mm\util.c

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Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ⑤ ( mmap_region 函数执行流程 | mmap_region 函数源码 )

; 在 do_mmap 函数中 , 调用了 mmap_region 函数 , 创建 " 虚拟内存区域 " ; 一、mmap_region 函数执行流程 ---- 1、检查内存申请是否合法 在 mmap_region...函数中 , 首先 , 调用 may_expand_vm 函数 , 针对 进程 的 " 用户虚拟地址空间 " 地址进行检查 , 查看是否超出了地址区间限制 ; /* Check against address...may_expand_vm(mm, vm_flags, (len >> PAGE_SHIFT) - nr_pages)) return -ENOMEM; } 源码路径 : linux-..., prev, rb_link, rb_parent); 源码路径 : linux-4.12\mm\mmap.c#1710 vma_set_page_prot(vma); 源码路径 : linux-4.12...\mm\mmap.c#1743 二、mmap_region 函数源码 ---- mmap_region 函数源码 定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\mmap.c#1602 位置

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韦东山:Linux驱动程序基石之mmap

、物理地址,mm_struct中用mmap来描述虚拟地址,用pgd来描述对应的物理地址。...二级页表地址旺射的最小单位有4K、1K,Linux使用4K。...是否使用cache、是否使用buffer,就有4种组合(Linux内核文件arch\arm\include\asm\pgtable-2level.h): 第1种是不使用cache也不使用buffer,...3.3, 驱动程序要做的事 驱动程序要做的事情有3点: ① 确定物理地址 ② 确定属性:是否使用cache、buffer ③ 建立映射关系 参考Linux源文件,示例代码如下: 还有一个更简单的函数:...我们应该使用kmalloc或kzalloc,这样得到的内存物理地址是连续的,在mmap时后APP才可以使用同一个基地址去访问这块内存。(如果物理地址不连续,就要执行多次mmap了)。

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韦东山:Linux驱动程序基石之mmap

、物理地址,mm_struct中用mmap来描述虚拟地址,用pgd来描述对应的物理地址。...二级页表地址旺射的最小单位有4K、1K,Linux使用4K。 一级页表项里的内容,决定了它是指向一块物理内存,还是指问二级页表,如下图: ?...是否使用cache、是否使用buffer,就有4种组合(Linux内核文件arch\arm\include\asm\pgtable-2level.h): ?...3.3, 驱动程序要做的事 驱动程序要做的事情有3点: ① 确定物理地址 ② 确定属性:是否使用cache、buffer ③ 建立映射关系 参考Linux源文件,示例代码如下: ?...我们应该使用kmalloc或kzalloc,这样得到的内存物理地址是连续的,在mmap时后APP才可以使用同一个基地址去访问这块内存。(如果物理地址不连续,就要执行多次mmap了)。

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