Linux内核文档之nommu.txt

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NO-MMU MEMORY MAPPING SUPPORT
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     在没有MMU的情况下Linux内核并不支持内存映射，如uCLinux环境。从用户空间来看，
     内存映射是通过像map(),shmat(),或execve()这样的系统调用来实现的。而从内核的
     角度来看，execve()其实是通过binfmt驱动来实现的，最后通过调用map()来实现。
     
     内存映射的行为会影响到fork(),vfork(),clone()和ptrace()的工作方式。而在
     uCLinux环境下的fork(),clone()函数并不需要传递CLONE_VM的标志，因为它们没有虚
     拟内存机制。
    
     在有MMU支持与没有MMU支持的情况下，内核的行为基本相同，但不完全相同。如下几
     种情况：
     1,匿名映射，MAP_PRIVATE
     MMU：虚拟块可以是任意的(连续/不连续)的物理块组成，在fork时进行写时复制
     NO-MMU：虚拟块只能是连续的物理块组成
    
     2,匿名映射，MAP_SHARED
     MMU：MAP_PRIVATE情况相似，只不过在fork(),clone()的时候不传CLONE_VM标志。
     NO-MMU：由于没有MMU支持所以与MAP_PRIVATE行为相同
    
     3,文件映射，MAP_PRIVATE, PROT_READ / PROT_EXEC, !PROT_WRITE
     MMU：文件的内存以虚拟块的形式读入，对文件的修改将会实时反应到内存映射中，同
     时在fork的时候需要复制。
     NO-MMU：VM regions backed by arbitrary contiguous runs of
    pages into which the appropriate bit of the file is read; ？？？
    内存映射多余的部分都是空；可以共享；对文件的修改并不会反映到映射中来；对内
    存    映射的修改也不会反映到文件中；不过对内存映射的修改对于其他进程也是可见
    的，最后    不要让这种情况发生。
   
    4,文件, MAP_PRIVATE, PROT_READ / PROT_EXEC, PROT_WRITE
    MMU：这种情况在读取的情况下与non-PROT_WRITE的情况是相同的，不过在写操作之前
    需要对写页进行复制。不过之后对这个页的修改将无法反应到原始那个页面了。
    NO-MMU：以上一种情况完全相似
   
    5,(一般文件、块设备), MAP_SHARED, PROT_READ / PROT_EXEC / PROT_WRITE
    MMU：以页的形式映射文件中的内容，对页的修改将反应到文件中，对文件的修改将反
    应到原始页中。可通过fork进行共享。
    NO-MMU：不支持？？？
   
    6,(一般内存文件)Memory backed regular file, MAP_SHARED, PROT_READ /
    PROT_EXEC / PROT_WRITE
   
    MMU：与一般文件一样
    NO-MMU：像一些内存文件系统支持open(),truncat(),mmap()来分配一些连续的页块。
    像在这种情况下是允许映射可共享的内存块。它的工作方式与MMU一样。不过如过文件
    系统不做支持，映射的请求将被拒绝。
   
    7,(字符设备内存文件)Memory backed chardev, MAP_SHARED, PROT_READ /
    PROT_EXEC / PROT_WRITE
   
    MMU：与一般文件相同
    NO-MMU：如果块设备有一定的可供程序直接读取的内存，也许支持通过mmap()来对其
    内存进行映射。如frame buffer和flash device.如果设备没有这种性能，映射失败。
   
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FURTHER NOTES ON NO-MMU MMAP
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    (*)当申请私有(MAP_PRIVATE)内存映射时的大小小于一个页时，返回的内存块可能不
    是页对齐的。因为内核是通过调用kmalloc()去分配内存的，而不是get_free_page().
   
    (*)在NO-MMU的模式下，可以通过/proc/maps看到所有系统中的内存映射
   
    (*)MAP_FIXED的申请或申请某一地址的映射将失败
    MAP_FIXED：将文件或设备映射到用户指定的地址
   
    (*)私有文件映射时设备或文件系统必须提供可读权限，以便可以把数据从设备或文件
    中读入到映射好的内存中。否则的话将失败。特别在映射字符设备文件，管道，fifo
    和socket文件的时候容易碰到这种情况。
   
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PROVIDING SHAREABLE CHARACTER DEVICE SUPPORT
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    为了支持共享的字符设备，这个设备的驱动必须提供file->f_op->get_unmapped_area()
    函数。mmap()将会调用这个函数从合适的地址开始映射内存。如果请求映射的内存空间
    过大，或者一些组合的标示将可能使得映射失败。
   
    当设备移除的时候必须调用vm_ops->close()这个函数。已经映射的内存可能会被共享，
    或私有，但这些动作可以不通知驱动。
   
    file->f_op->get_unmapped_area()可能会返回-ENOSYS。碰到这种情况说明虽然收到
    请求，但是它并不想去处理它。如有些时候去直接去调用原来没有实现的驱动。比如
    framedriver就会去调用设备的驱动，而此时设备的驱动可能没有实现。
   
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PROVIDING SHAREABLE MEMORY-BACKED FILE SUPPORT
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    文件的内存映射与字符设备的内存映射基本相似，主要的区别在于当文件映射时将分
    配一些连续的内存页，而映射将基于这些分配好的连续内存页。
   
    如果将一个映射的文件清空，或则文件本身的大小就是空，当增大这个文件的时候，
    必须要准备更多的内存空间来实现映射。POSIX的映射接口对这一功能有所要求。
   
    内存映射的设备可以通过backing_dev_info的memory_backed标志予以确定。