linux - mmap:在用户空间中映射一个用 kmalloc 分配的内核缓冲区

Question

在用户空间进程中映射使用 kmalloc 分配的缓冲区的正确方法是什么？也许我还不了解内存映射......我写了一个内核模块来分配这个缓冲区(例如 120 字节)，我会在用户空间进程中读写它。显然我创建了一个字符设备并实现了一个 mmap file_operations 中的方法结构。我的方法是:

static int my_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
{
  //printk(KERN_INFO "Allocated virtual memory length = %d", vma->vm_end - vma->vm_start);

  long unsigned int size = vma->vm_end - vma->vm_start;

  if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
                      __pa(mem_area) >> PAGE_SHIFT,  //what about vma->vm_pgoff?
                      size,
                      vma->vm_page_prot) < 0)
    return -EAGAIN;

  vma->vm_flags |= VM_LOCKED;
  vma->vm_ops = &vmops;
  vma->vm_flags |= VM_RESERVED;

  my_vm_open(vma);

  return 0;
}

哪里mem_area指向用 kmalloc 分配的内存区域在模块初始化。该区域填充有相同的值(例如 0x10)。一切正常，但我认为这段代码有问题:

1. kmalloc可能会返回一个未页面对齐的指针，在这种情况下，我认为 remap_pfn_range 的第三个参数的值是不正确的 |事实上在用户空间我读错了值。相反，如果我使用 __get_free_page 则一切正常(因为函数总是返回一个页面对齐的指针)或者当 kmalloc 时返回页对齐指针。内存映射适用于 PAGE_SIZE 的倍数的内存区域那么，我应该分配整个页面而不是使用 kmalloc 吗？ ?

2. 当 my_mmap被调用时，内核已经分配了一些页面了吗？我问这个是因为我发现了一些自定义的实现 mmap调用 remap_pfn_range 的方法与 vma->vm_pgoff作为第三个参数......这怎么可能有用？这是第一个新分配页面的页面框架吗？如果我像在 my_mmap 中那样将页面框架作为第三个参数传递，我应该从 vma->vm_pgoff 中的页面开始释放页面?

3. 但是我找到了 mmap 的实现映射用 kmalloc 分配的缓冲区的方法.为了正确映射缓冲区，在 remap_pfn_range 之前执行了一个操作(我现在还不明白) .假设mem是kmalloc返回的指针, mem_area以这种方式初始化:

   mem_area=(int *)(((unsigned long)mem + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK);
   

所以 mem_area包含相同的值 mem仅当mem是页面对齐的，否则应该包含下一页开头的指针。但是，通过此操作，如果我作为 remap_pfn_range 的第三个参数传递值 __pa(mem_area) >> PAGE_SHIFT映射效果很好。为什么？

谢谢大家!

Answer 1

1. 是的，您应该分配整数页。

2. 不，内核没有分配任何页面。 vm->vm_pgoff 是被映射设备中请求的偏移量 - 它是用户空间 mmap() 调用的最后一个参数，从字节转换为页面。您可能正在查看 mem 或 kmem mmap 实现，在这种情况下，偏移量表示用户空间想要映射的物理或线性页面。

   <

3. 这只是在 kmalloc() 分配的缓冲区内分配页面对齐的缓冲区。正如您已经推测的那样，您最好使用 __get_free_pages()，省去中间人。

您应该测试被映射的大小不超过您的缓冲区。