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devmem源码中的内存映射表

在深入探讨Linux内核开发的过程中，我们经常会遇到一个重要的概念——内存映射表。今天，我们就来揭开devmem源码中的内存映射表的神秘面纱，深入了解其在系统中的作用与实现。

内存映射表的作用

内存映射表是Linux内核中一个非常重要的数据结构，它将物理内存与虚拟内存进行映射，使得进程能够通过虚拟地址访问到物理内存。在devmem源码中，内存映射表主要实现了以下几个功能：

虚拟地址到物理地址的映射：当进程访问虚拟地址时，内核通过内存映射表找到对应的物理地址，实现虚拟内存与物理内存的转换。
内存保护：内存映射表可以设置内存保护属性，如只读、读写等，从而保证系统的安全性。
内存共享：通过内存映射表，多个进程可以共享同一块物理内存，提高系统资源利用率。

devmem源码中的内存映射表实现

在devmem源码中，内存映射表的实现主要依赖于以下几个数据结构：

pgd_t：表示页全局目录，是内存映射表的核心数据结构。它包含了一个页表数组，用于存储虚拟地址到物理地址的映射信息。
pte_t：表示页表项，是pgd_t数组的元素。它包含了一个物理地址，以及内存保护属性等信息。
mmap：表示内存映射，是用户空间与内核空间之间的接口。用户空间通过mmap函数申请内存映射，内核空间通过该结构体管理内存映射信息。

在devmem源码中，内存映射表的实现过程大致如下：

用户空间通过mmap函数申请内存映射，传入所需映射的物理地址、长度等信息。
内核空间创建一个新的pgd_t结构体，并将其初始化为空。
内核空间遍历pte_t数组，将虚拟地址与物理地址进行映射。
根据内存保护属性设置pte_t的访问权限。
将新的pgd_t结构体添加到页全局目录中，完成内存映射。

案例分析

以下是一个简单的案例分析，展示了devmem源码中内存映射表的应用：

假设我们要访问一块物理内存地址为0x1000的内存区域，长度为0x100。我们可以在用户空间通过以下代码实现内存映射：

#include 

#include 



int main() {

    void *mem = mmap(NULL, 0x100, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, 0, 0x1000);

    if (mem == MAP_FAILED) {

        perror("mmap failed");

        return 1;

    }

    // 对内存进行操作

    // ...

    munmap(mem, 0x100);

    return 0;

}

在内核空间，devmem源码会创建一个新的pgd_t结构体，并将其初始化为空。然后，遍历pte_t数组，将虚拟地址与物理地址进行映射，并设置内存保护属性。最后，将新的pgd_t结构体添加到页全局目录中，完成内存映射。

通过以上分析，我们可以看出，内存映射表在Linux内核中扮演着至关重要的角色。深入了解其实现原理，有助于我们更好地理解Linux内核的工作机制。