linux文件内存映射

⑴ linux内存映射问题

Linux的内存模型，一般为：

地址
作用
说明

>=0xc000 0000
内核虚拟存储器
用户代码不可见区域

<0xc000 0000
Stack（用户栈）
ESP指向栈顶

↓

↑

空闲内存

>=0x4000 0000
文件映射区

<0x4000 0000

↑

空闲内存

Heap(运行时堆)
通过brk/sbrk系统调用扩大堆，向上增长。

.data、.bss(读写段)
从可执行文件中加载

>=0x0804 8000（0x00008000 for arm linux）
.init、.text、.rodata(只读段)
从可执行文件中加载

<0x0804 8000（0x00008000 for arm linux）
保留区域

运行一个测试程序，观察其结果：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])

{

int first = 0;

int* p0 = malloc(1024);

int* p1 = malloc(1024 * 1024);

int* p2 = malloc(512 * 1024 * 1024 );

int* p3 = malloc(1024 * 1024 * 1024 );

printf("main=%p print=%p\n", main, printf);

printf("first=%p\n", &first);

printf("p0=%p p1=%p p2=%p p3=%p\n", p0, p1, p2, p3);

getchar();

return 0;

}

运行后，输出结果为：

main=0x8048404 print=0x8048324

first=0xbfcd1264

p0=0x9253008 p1=0xb7ec0008 p2=0x97ebf008 p3=0x57ebe008

my pc （fc5）输出结果如下：

main=0x80483f4 print=0x8048324
first=0xbf848660
p0=0x9ab2008 p1=0xb7e38008 p2=0x97e37008 p3=(nil)

arm-linux输出如下结果：

main=0x8528 print=0x8404
first=0xbec9fe10
p0=0x11008 p1=0x4005a008 p2=(nil) p3=(nil)

main和print两个函数是代码段(.text)的，其地址符合表一的描述。

first是第一个临时变量，由于在first之前还有一些环境变量，它的值并非0xbfffffff，而是0xbfcd1264，这是正常的。

p0是在堆中分配的，其地址小于0x4000 0000，这也是正常的。

但p1和p2也是在堆中分配的，而其地址竟大于0x4000 0000，与表一描述不符。

原因在于：运行时堆的位置与内存管理算法相关，也就是与malloc的实现相关。关于内存管理算法的问题，我们在后继文章中有详细描述，这里只作简要说明。在glibc实现的内存管理算法中，Malloc小块内存是在小于0x4000 0000的内存中分配的，通过brk/sbrk不断向上扩展，而分配大块内存，malloc直接通过系统调用mmap实现，分配得到的地址在文件映射区，所以其地址大于0x4000 0000。

⑵ 关于linux系统下的物理内存映射

内存是一种存储设备，现在一般是ddr
sdram，地址是用来标记内存的数据的。在操作系统中物理内存指实际的ddr
sdram，而虚拟内存指的是在硬盘中的缓存，windows中是页面文件，linux中是swap分区。cpu产生的地址是虚拟地址也可以称作有效地址，而在cpu外地址线上的信号称作实际地址或物理地址。这2类地址有某种对应关系，由操作系统管理。如果是x86架构的话，物理地址和虚拟地址中间还有线性地址的概念。

⑶ 嵌入式 linux基于arm中，其中的 内存映射 是什么意思具体完成什么过程一定采纳

内存映射主要是在linux底层部分，就是把硬件外设的各种寄存器直接变为可以操作的地址，也就是说，每一个硬件都会有一块内存来代表它，我们直接操作这块内存就等于操作了硬件，比方说I2c,它有控制寄存器，数据寄存器，这些寄存器都会被映射到内存里，我们直接操作这块内存，就操作了寄存器，也就控制了设备

⑷ Linux关于地址空间和MMAP映射有何特点

Linux采用
虚拟
内存技术，系统中的所有进程之间以虚拟方式共享内存。对每个进程来说，它们好像都可以访问整个系统的所有物理内存。更重要的是，即使单独一个进程，它拥有的地址空间也可以远远大于系统物理内存。
进程地址空间由每个进程中的线性地址区组成，每个进程都有一个32位或64位的平坦（flat）空间，空间的具体大小取决于体系结构。“平坦”指地址空间范围是一个独立的连续区间。通常情况下，每个进程都有唯一的这种平坦空间，而且每个进程的地址空间之间彼此互不相干。两个不同的进程可以在它们各自地址空间的相同地址内存存放不同的数据。但是进程之间也可以选择共享地址空间，我们称这样的进程为线程。
在地址空间中，我们更为关心的是进程有权访问的虚拟内存地址区间，比如08048000~0804c000。这些可被访问的合法地址区间被成为内存区域（memory area），通过内核，进程可以给自己的地址空间动态地添加或减少内存区域。
进程只能访问有效范围内的内存地址。每个内存区域也具有相应进程必须遵循的特定访问属性，如只读、只写、可执行等属性。如果一个进程访问了不在有效范围中的地址，或以不正确的方式访问有效地址，那么内核就会终止该进程，并返回“段错误”信息。
?
内存区域可以包含各种内存对象，如下：
?
可执行文件代码的内存映射，成为代码段（text section）。
?
可执行文件的已初始化全局变量的内存映射，成为数据段（data section）。
?
包含未初始化全局变量的零页（也就是bss段）的内存映射。零页是指页面中的数据全部为0。
?
用于进程用户空间栈的零页的内存映射。
?
每一个诸如C库或动态链接程序等共享库的代码段、数据段和bss也会被载入进程的地址空间。
?
任何内存映射文件。
?
任何共享内存段。
?
任何匿名的内存映射，比如由malloc（）分配的内存。
进程地址空间的任何有效地址都只能位于唯一的区域，这些内存区域不能相互覆盖。可以看到，在执行的进程中，每个不同的内存片断都对应一个独立的内存区域：栈、对象代码、全局变量、被映射的文件等等。
内核使用内存描述符表示进程的地址空间。内存描述符由mm_struct结构体表示，定义在文件中，该结构包含了和进程地址空间有关的全部信息。
VMA
内存区域由vm_area_struct结构体描述，定义在文件中，内存区域在内核中也经常被称作虚拟内存区域或者VMA。
VMA标志是一种位标志，它定义在vm_area_struct结构中（该结构中的vm_flags子域）。和物理页的访问权限不同，VMA标志反映了内核处理页面索需要遵守的行为准则，而不是硬件要求。VM_IO标志内存区域中包含对设备I/O空间的映射。该标志通常在设备驱动程序执行 mmap()函数进行I/O空间映射时才被设置，同时该标志也表示该内存区域不能被包含在任何进程的存放转存（core mp）中。VM_RESERVED标志内存区域不能被换出，它也是在设备驱动程序进行映射时被设置。
vm_area_struct结构体中的vm_ops域指向与指定内存区域相关的操作函数表，内核使用表中的方法操作VMA。
mmap()和do_mmap()：创建地址区间
内核使用do_mmap()函数创建一个新的线性地址区间。但是说给函数创建一个新VMA并不非常准确，因为如果创建的地址区间和一个已经存在的地址区间相邻，并且它们具有相同的访问权限的话，那么两个区间将合并为一个。如果不能合并，那么就确实需要创建一个新的VMA了。但无论哪种情况，do_mmap()函数都会将一个地址区间加入到进程的地址空间中——无论是扩展已经存在的内存区域还是创建一个新的区域。
do_mmap()函数声明在文件中，原型如下：
unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
unsigned long len, unsigned long prot,
unsigned long flag, unsigned long offset)
在用户空间可以通过mmap()函数调用获取内核函数do_mmap()的功能。mmap()系统调用原型如下：
void *mmap2(void *start, size_t length,
int prot, int flags,
int fd, off_t pgoff)
do_munmap()函数从特定的进程地址空间中删除指定地址区间，该函数在文件中声明：
int do_munmap(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len)
系统调用munmap()给用户空间程序提供了一种从自身地址空间中删除指定地址区间的方法，它和系统调用mmap()的作用相反：
int munmap(void *start, size_t length)
mmap设备操作
对于驱动程序来说，内存映射可以提供给用户程序直接访问设备内存的能力。映射一个设备，意味着使用户空间的一段地址关联到设备内存上。无论何时，只要程序在分配的地址范围内进行读取或者写入，实际上就是对设备的访问。
并不是所有的设备都能进行mmap抽象。例如，串口设备和其他面向流的设备就无法实现这种抽象。mmap的另一个限制是映射都是以 PAGE_SIZE为单位的。内核只能在页表一级处理虚拟地址；因此，被映射的区域必须是PAGE_SIZE的整数倍，而且必须位于起始于 PAGE_SIZE整数倍地址的物理内存内。如果区域的大小不是页大小的整数倍，内核就通过生成一个稍微大一些的区域来容纳它。
mmap方法是file_operations结构中的一员，并且在执行mmap系统调用时就会调用该方法。在调用实际方法之前，内核会完成很多工作，而且该方法的原型与系统调用的原型由很大区别。关于Linux命令的介绍，看看《linux就该这么学》，具体关于这一章地址3w(dot)linuxprobe/chapter-02(dot)html
文件操作声明如下：
int (*mmap) (struct file * filp, struct vm_area_struct *vma);
其中vma参数包含了用于访问设备的虚拟地址区间的信息。大部分工作已经由内核完成了，要实现mmap，驱动程序只要为这一地址范围构造合适的页表即可，如果需要的话，就用一个新的操作集替换vma->vm_ops。
有两种建立页表的方法：使用remap_page_range函数可一次建立所有的页表，或者通过nopage VMA方法每次建立一个页表。
构造用于映射一段物理地址的新页表的工作是由remap_page_range完

⑸ Linux I/O内存静态映射

将Linux移植到目标电路板的过程中，有得会建立外设IO内存物理地址到虚拟地址的静态映射，这个映射通过在与电路板对应的map_desc结构体数组中添加新的成员来完成。iotable_init()是最终建立页映射的函数，它通过ACHINE_START、MACHINE_END宏赋值给电路板的map_io()）函数。将Linux操作系统移植到特定平台上，MACHINE_START(或者DT_MACHINE_START)、MACHINE_END宏之间的定义针对特定电路板而设计，其中的map_io ()成员函数完成IO内存的静态映射。在一个已经移植好操作系统的内核中，驱动工程师可以对非常规内存区域的IO内存（外设控制器寄存器、MCU内部集成的外设控制器寄存器等）依照电路板的资源使用情况添加到map_desc数组中，但是目前该方法已经不值得推荐。
Cache和DMA本身似乎是两个毫不相关的事物。Cache被用作CPU针对内存的缓存，利用程序的空间局部性和时间局部性原理，达到较高的命中率，从而避免CPU每次都必须要与相对慢速的内存交互数据来提高数据的访问速率。DMA可以作为内存与外设之间传输数据的方式，在这种传输方式之下，数据并不需要经过CPU中转。
假设DMA针对内存的目的地址与Cache缓存的对象没有重叠区域，DMA和Cache之间将相安无事。但是，如果DMA的目的地址与Cache所缓存的内存地址访问有重叠，经过DMA操作，与Cache缓存对应的内存中的数据已经被修改，而CPU本身并不知道，它仍然认为Cache中的数据就是内存中的数据，那在以后访问Cache映射的内存时，它仍然使用陈旧的Cache数据。这样就会发生Cache与内存之间数据“不一致性”的错误。

⑹ linux内核中虚拟内存是怎样映射到物理内存

当程序在运行的时候，会检测到数据在虚拟内存中，并没在物理内存中，这时候会产生一个缺页中断，
有缺页中断来映射。

⑺ Linux ARM内存映射的问题

这个是线性地址的概念:我的理解如下:
进程的角度：32位系统，每一个进程压入内存，默认认为自己都有4G内存可以用；底端的1G给内核；所以每个进程默认认为都只有自己和内核；所以每个进程是不知道有其他进程存在，所以我们开发的是要通过信号机制来确定其他进程的存在，从而实现进程间通信的；
内核的角度: 当一个进程运行以后，根据进程模拟的页面一一对应到物理内存中页框；然后在物理内存中分配页框，
这块内容很复杂，当时学了好几个星期；而且还是很浅的，只是为了应付服务器端的开发；
当然这块内容涉及到的东西很多，内存管理，进程通信，中断，睡眠，虚拟内存等等；

⑻ linux设备驱动物理内存映射

int video_qsb_mmap(struct file *file,struct vm_area_struct *vma)
{
int ret;
u32 size = vma->vm_end - vma->vm_start;
vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
if(frm_num<qsb_dev.mmap_num)
{
ret = remap_pfn_range(vma,vma->vm_start,align_addr>>PAGE_SHIFT,qsb_dev.stride*1944,vma->vm_page_prot); align_addr=PAGE_ALIGN(align_addr+2592*1944);
if(ret != 0)
{ return -EAGAIN; }
frm_num++; }
return 0;
}

这是我自己的函数，我是在UBOOT里规定系统只能用前192M，其它的由应用层调用MMAP函数实现映射，贴过来格式乱了，你参考参考，是可以用的。大概就是申请1张图片的大小，并进行页对齐。不懂的问，你查查这几个函数的作用参数照着写应该就可以实现你得目的了。