linux_dev_学习笔记_内存映射remap_pfn_range()

2012年3月25日  Sunday

 

1、内核版本号2.6.33.20

 

2、remap_pfn_range()在VIDEO Text_Video_buffer上应用的实例

（pfn=page frame number页帧号）

 

1）书中的例子在版本2.6.33.20上是不能编译通过的

书中的实例都是基于2.6.4版本内核编写的，前面的例子按书上来都没问题，这个例子要改动下才能在2.6.33.20版本的内核上通过编译和运行。

2）remap_pfn_range()与remap_page_range()

大概在2.6.9之前（不是很确定）使用remap_page_range()完成物理地址到虚拟内存地址的映射，之后替换为了remap_pfn_range()

 

remap_page_range()结构

int remap_page_range(struct vm_area_struct *vma,
            unsigned long from,
            unsigned long phys_addr,
            unsigned long size,
            pgprot_t prot)

remap_fpn_range()结构

int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
            unsigned long addr,
            unsigned long pfn,
            unsigned long size,
            pgprot_t prot)

书中实例代码

result=remap_pfn_range(vma,
            vma->vm_start,
            VIDEO_TEXT_ADDR,
            VIDEO_TEXT_SIZE,
            vma->vm_page_prot);

修改后实例代码

result=remap_pfn_range(vma,
            vma->vm_start,
            VIDEO_TEXT_ADDR>>PAGE_SHIFT,
            VIDEO_TEXT_SIZE,
            vma->vm_page_prot);

函数中有两个参数发生变化phys_addr-->pfn、from-->addr

linux内存映射结构还搞不明白，各种的页，各种的不清楚！

pfn页帧号，页帧号=具体地址>>PAGE_SHIFT，对于PAGE_SHIFT=12就是右移3个十六进制位

PAGE_SHIFT一般根据page而定，PAGE_SHIFT=12，page=4k，即page大小=2的PAGE_SHIFT次方

 

大概理解是这样的，具体地址=页号+偏移量，PAGE_SHIFT就是一个偏移量

谁要是明白麻烦提点下！

 

from和addr也不是很明白，之间的关系与区别没搞明白，一层一层的看源码还是没理解

3、驱动模块源文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/fcntl.h>

#include <linux/vmalloc.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

#include <asm/page.h>
#include <linux/mm.h>

#define MMAPIOMEM_DEV_NAME "mmapiomem"
#define MMAPIOMEM_DEV_MAJOR 240

#define VIDEO_TEXT_ADDR 0xb8000
#define VIDEO_TEXT_SIZE 0x8000

int mmapiomem_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
    return 0;
}

int mmapiomem_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{
    return 0;
}

int mmapiomem_mmap(struct file *filp,struct vm_area_struct *vma)
{
    int result;

    vma->vm_flags|=VM_RESERVED;
    vma->vm_flags|=VM_IO;

    result=remap_pfn_range(vma,
            vma->vm_start,
            VIDEO_TEXT_ADDR>>PAGE_SHIFT,
            VIDEO_TEXT_SIZE,
            vma->vm_page_prot);

    if(result){
        return -EAGAIN;
    }

    return 0;
}

struct file_operations mmapiomem_fops={
    .owner=THIS_MODULE,
    .open=mmapiomem_open,
    .release=mmapiomem_release,
    .mmap=mmapiomem_mmap,
};

int mmapiomem_init(void)
{
    int result;

    result=register_chrdev(MMAPIOMEM_DEV_MAJOR,
            MMAPIOMEM_DEV_NAME,
            &mmapiomem_fops);
    if(result<0){
        return result;
    }

    return 0;
}

void mmapiomem_exit(void)
{
    unregister_chrdev(MMAPIOMEM_DEV_MAJOR,MMAPIOMEM_DEV_NAME);
}

module_init(mmapiomem_init);
module_exit(mmapiomem_exit);

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

4、Makefile

obj-m += mmapiomem_dev.o

CURRENT_PATH := $(shell pwd)

LINUX_KERNEL := $(shell uname -r)

LINUX_KERNEL_PATH := /usr/src/linux-$(LINUX_KERNEL)

all:
    make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
    #make -C $(LINUX_KERNEL_PAHT) M=$(CURRENT_PATH) clean
    rm *.mod.*
    rm *.order
    rm *.o
    rm *.symvers

5、应用程序源文件

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/vt.h>

#define DEVICE_FILENAME "/dev/mmapiomem"

#define MMAP_SIZE 0x8000

int main()
{
    int ttydev;

    int dev;
    int loop,loop2;
    char *ptrdata;

    ttydev=open("/dev/tty0",O_RDWR|O_NDELAY);

    if(ttydev>=0){
        printf("ACT %d\n",ioctl(ttydev,VT_ACTIVATE,2));
        printf("ACT %d\n",ioctl(ttydev,VT_ACTIVATE,1));
        close(ttydev);
    }

    dev=open(DEVICE_FILENAME,O_RDWR|O_NDELAY);

    /*printf("1)here after dev open\n");*/

    if(dev>=0){
        /*printf("2)open the dev success\n");*/
        ptrdata=(char*)mmap(0,
                MMAP_SIZE,
                PROT_READ|PROT_WRITE,
                MAP_SHARED,
                dev,
                0);
        /*printf("3)printf ptrdata [%x]\n",ptrdata);*/
        if(ptrdata!=NULL){
            for(loop2=0;loop2<=5;loop2++){
                for(loop=0;loop<80*25;loop++){
                    ptrdata[loop*2]=loop2+'0';
                }
                ptrdata[80*25*2-4]='o';
                ptrdata[80*25*2-2]='k';
                /*printf("4)show the nums on screen\n");*/
                sleep(1);
            }
            munmap(ptrdata,MMAP_SIZE);
        }
        /*printf("5)show the nums over\n");*/
        close(dev);
        /*printf("6)here close the dev\n");*/

    }
    /*printf("7)the end of process\n");*/
    return 0;
}

6、实施方法及运行结果

实施过程比较复杂

1）实例是在Text_buffer模式下实现的，桌面linux一般情况下默认是Graph_buffer模式，即使打开控制台，其控制台也已被从新设定，即已不是标准模式，最好是用Text_buffer模式实施实例

2）ubuntu开机默认直接进入Text模式控制台，

①编辑/etc/default/grub文件,在其末行加入GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet text"

②终端执行命令update-grub2更新grub

③reboot重启电脑

3）控制台操作

~/video_mmap# mknod /dev/mmapiomem c 240 0 //创建设备文件
~/video_mmap# make //编译驱动模块
~/video_mmap# make clean //清理不用到的生成文件
~/video_mmap# gcc mmapiomem_app.c -o mmapiomem_app //编译应用程序
~/video_mmap# insmod mmapiomem_dev.ko //插入驱动模块
~/video_mmap# ./mmapiomem_app //运行app及结果

4）运行效果截图

 

在控制台整个屏幕以1s为单位显示“0”到“4”，右下角显“ok”

 

 

7、移除模块及设备文件

~/video_mmap# rm /dev/mmapiomem //删除设备文件
~/video_mmap# rmmod mmapiomem_dev.ko //移除驱动模块