Linux Kernel 及 binder mmap实现

Linux Kernel 及 binder mmap实现

1. 简介

    对于mmap在用户态通过函数以下函数进行调用:

1. void*   mmap( void*  addr,  size_t  size, int  prot, int  flags, int  fd,  long  offset )  

    然后进入系统调用。 

2. Kernel mmap实现

1）然后进入系统调用，其系统调用号为: 

kernel/arch/arm/include/asm/unistd.h

#define __NR_mmap2   (__NR_SYSCALL_BASE+192)

2）触发软中断

     其ISR 代码位于kernel/arch/arm/kernel/entry-common.S的ENTRY(vector_swi), __NR_mmap2对应的函数为:sys_mmap2(位于linux/arch/arm/kernel/calls.S)

3）sys_mmap2的实现

位于kernel/arch/arm/kernel/entry-common.S,实现代码如下：

1. /* 
2.  * Note: off_4k (r5) is always units of 4K.  If we can't do the requested 
3.  * offset, we return EINVAL. 
4.  */  
5. sys_mmap2:  
6. #if PAGE_SHIFT > 12   
7.         tst r5, #PGOFF_MASK  
8.         moveq   r5, r5, lsr #PAGE_SHIFT - 12  
9.         streq   r5, [sp, #4]  
10.         beq sys_mmap_pgoff  
11.         mov r0, #-EINVAL  
12.         mov pc, lr  
13. #else   
14.         str r5, [sp, #4]  
15.         b   sys_mmap_pgoff  
16. #endif  

4） 调用sys_mmap_pgoff

在kernel/include/linux/syscalls.h中定义如下：

1. asmlinkage long sys_mmap_pgoff(unsigned long addr, unsigned long len,  
2.             unsigned long prot, unsigned long flags,  
3.             unsigned long fd, unsigned long pgoff);  

6）sys_mmap_pgoff实现
在kernel/mm/mmap.c中实现如下：

1. SYSCALL_DEFINE6(mmap_pgoff, unsigned long, addr, unsigned long, len,  
2.         unsigned long, prot, unsigned long, flags,  
3.         unsigned long, fd, unsigned long, pgoff)  
4. {  
5.     struct file *file = NULL;  
6.     unsigned long retval = -EBADF;  
7.   
8.     if (!(flags & MAP_ANONYMOUS)) {  
9.         audit_mmap_fd(fd, flags);  
10.         if (unlikely(flags & MAP_HUGETLB))  
11.             return -EINVAL;  
12.         file = fget(fd);  
13.         if (!file)  
14.             goto out;  
15.     } else if (flags & MAP_HUGETLB) {  
16.         struct user_struct *user = NULL;  
17.         /* 
18.          * VM_NORESERVE is used because the reservations will be 
19.          * taken when vm_ops->mmap() is called 
20.          * A dummy user value is used because we are not locking 
21.          * memory so no accounting is necessary 
22.          */  
23.         len = ALIGN(len, huge_page_size(&default_hstate));  
24.         file = hugetlb_file_setup(HUGETLB_ANON_FILE, len, VM_NORESERVE,  
25.                         &user, HUGETLB_ANONHUGE_INODE);  
26.         if (IS_ERR(file))  
27.             return PTR_ERR(file);  
28.     }  
29.   
30.     flags &= ~(MAP_EXECUTABLE | MAP_DENYWRITE);  
31.   
32.     down_write(¤t->mm->mmap_sem);  
33.     retval = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flags, pgoff);  
34.     up_write(¤t->mm->mmap_sem);  
35.   
36.     if (file)  
37.         fput(file);  
38. out:  
39.     return retval;  
40. }  

     其功能为：从当前进程中获取用户态可用的虚拟地址空间（vm_area_struct *vma），在mmap_region中真正获取vma，然后调用file->f_op->mmap(file, vma)，调用具体的支持mmap的驱动来处理。

     下面以binder驱动为例。