int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)

mmap() 函数用于在用户空间和内核空间之间建立映射关系。它将文件描述符 filp 所指向的文件映射到虚拟内存区域 vma 中。

在 Linux 内核中，mmap() 函数的原型如下：

void *mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma);

其中，filp 是指向文件对象的指针，vma 是指向虚拟内存区域描述符的指针。

mmap() 函数的作用是创建一个新的虚拟内存区域，并将文件映射到该区域。它可以用于实现文件映射、共享内存、设备映射等功能。

在调用 mmap() 函数之前，需要先打开文件并获取对应的文件描述符。然后，通过传递文件描述符和虚拟内存区域描述符给 mmap() 函数，即可建立映射关系。

需要注意的是，mmap() 函数返回一个指向映射区域的起始地址的指针。如果映射失败，则返回 MAP_FAILED（-1）。

希望以上信息对你有所帮助！如果你有任何其他问题，请随时提问。

相关问题

linux mmap

Linux的mmap是一种内存映射文件的方法，通过将一个文件或者其他对象映射到进程的地址空间，实现磁盘的地址和进程虚拟地址空间的一一对应关系。通过使用mmap系统调用，进程可以将同一个普通文件映射到它们的地址空间中，从而实现共享内存的效果。一旦文件被映射到进程的地址空间中，进程可以像访问普通内存一样对文件进行读写操作。

在Linux中，通过调用内核的mmap函数来进行内存映射，其函数原型为int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)。需要注意的是，这里的mmap是内核态的mmap，并非用户态的mmap。

下面是一个演示映射到物理内存的案例：

#include <iostream>
#include <sys/mman.h>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <cstdio>

using namespace std;

static const int SIZE = 4096;

int main() {
    char *str = (char *)mmap(NULL, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
    // 注意MAP_PRIVATE和MAP_ANONYMOUS
    // 建立映射
    if (str == MAP_FAILED) {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return -2;
    }

    strcpy(str, "hello ksy");
    puts(str);

    // 用于取消映射
    munmap(str, SIZE);

    return 0;
}

以上代码使用mmap将一段物理内存映射到进程的地址空间中，然后将字符串"hello ksy"写入到这段映射的内存中，并
#### 引用[.reference_title]
- *1* *2* *3* [Linux下mmap](https://blog.csdn.net/qq_56999918/article/details/127070280)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"]
[ .reference_list ]

编写linux驱动编程： 完善例子中的字符设备程序，使之满足以下功能： i.安装设备后从设备中读出字符串为自己学号的后3位； ii. 设备支持每次写入字符不超过1024个，超过部分被丢弃，并且能够保存最近一次修改前的rwbuf里的内容。 iii. 设备支持系统调用ioctl(int d, int req,…),共支持设置三种模式：a. 清除设备中写入的字符串; b. 从设备中读时，读出的是最近一次修改前的内容。 c. 从设备中读时，读出的是最新内容 iv. 设备关闭前不能被多次打开； v. 自己编写测试程序，验证以上功能 vi. 在上述基础上增加mmap接口，使其能够通过mmap读写rwbuf中的内容

好的，我会尽力回答您的问题。首先，这是一个非常广泛的问题，因为它涉及到了Linux驱动程序的编写和系统调用的实现。我会尽可能地回答您的问题，但是这里只会提供一个大致的框架，具体的实现还需要您自己进行探索和编写。

1.安装设备后从设备中读出字符串为自己学号的后3位：

在驱动程序的probe函数中，可以使用copy_to_user函数将学号的后3位数据写入用户空间的缓冲区中。具体实现可以参考以下代码：

static ssize_t device_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
    int len = strlen(student_id);
    if (len > 3)
        len = 3;
    if (copy_to_user(buf, student_id + strlen(student_id) - len, len))
        return -EFAULT;
    return len;
}

2.设备支持每次写入字符不超过1024个，超过部分被丢弃，并且能够保存最近一次修改前的rwbuf里的内容。

在驱动程序中，可以定义一个缓存区rwbuf，用于存储设备写入的数据。在设备打开之前，将rwbuf初始化为空。在设备写操作中，可以使用memcpy函数将数据从用户空间拷贝到rwbuf中。如果数据长度超过1024，只拷贝前1024个字节。同时，可以使用一个变量保存最后一次修改前的rwbuf内容，以便在ioctl操作中使用。

static char rwbuf[1024];
static char last_rwbuf[1024];

static ssize_t device_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
    int len = size > 1024 ? 1024 : size;
    memcpy(rwbuf, buf, len);
    return len;
}

3.设备支持系统调用ioctl(int d, int req,…),共支持设置三种模式：a. 清除设备中写入的字符串; b. 从设备中读时，读出的是最近一次修改前的内容。 c. 从设备中读时，读出的是最新内容

在驱动程序中，可以实现ioctl函数来处理这三种模式。具体实现可以参考以下代码：

static long device_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    switch (cmd) {
    case CLEAR:
        memset(rwbuf, 0, sizeof(rwbuf));
        break;
    case GET_LAST_RWBUF:
        if (copy_to_user((char __user *)arg, last_rwbuf, sizeof(last_rwbuf)))
            return -EFAULT;
        break;
    case GET_RWBUF:
        if (copy_to_user((char __user *)arg, rwbuf, sizeof(rwbuf)))
            return -EFAULT;
        break;
    default:
        return -EINVAL;
    }
    return 0;
}

4.设备关闭前不能被多次打开

在驱动程序中，可以使用一个变量来保存设备是否已经被打开。在设备打开时将这个变量设置为1，在设备关闭时将其设置为0。如果设备已经被打开，再次打开设备时返回EBUSY错误。

static int device_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    if (device_is_open)
        return -EBUSY;
    device_is_open = 1;
    return 0;
}

static int device_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    device_is_open = 0;
    return 0;
}

5.自己编写测试程序，验证以上功能

可以编写一个测试程序来测试以上功能。具体实现可以参考以下代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define DEVICE_FILE "/dev/mydevice"

#define CLEAR 0
#define GET_LAST_RWBUF 1
#define GET_RWBUF 2

int main()
{
    int fd = open(DEVICE_FILE, O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    char buf[1024];
    int ret = read(fd, buf, 1024);
    if (ret < 0) {
        perror("read");
        exit(1);
    }
    printf("Read from device: %.*s\n", ret, buf);

    char *data = "Hello, world!";
    ret = write(fd, data, strlen(data));
    if (ret < 0) {
        perror("write");
        exit(1);
    }
    printf("Write to device: %.*s\n", ret, data);

    ret = ioctl(fd, GET_RWBUF, buf);
    if (ret < 0) {
        perror("ioctl");
        exit(1);
    }
    printf("Get rwbuf: %.*s\n", ret, buf);

    ret = ioctl(fd, GET_LAST_RWBUF, buf);
    if (ret < 0) {
        perror("ioctl");
        exit(1);
    }
    printf("Get last rwbuf: %.*s\n", ret, buf);

    ret = ioctl(fd, CLEAR);
    if (ret < 0) {
        perror("ioctl");
        exit(1);
    }
    printf("Clear rwbuf\n");

    close(fd);
    return 0;
}

6.在上述基础上增加mmap接口，使其能够通过mmap读写rwbuf中的内容

在驱动程序中，可以实现mmap函数来支持用户空间通过内存映射的方式访问rwbuf。具体实现可以参考以下代码：

static int device_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
{
    unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
    unsigned long pfn = virt_to_phys((void *)rwbuf) >> PAGE_SHIFT;
    int ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, size, vma->vm_page_prot);
    if (ret < 0)
        return ret;
    return 0;
}

以上是大致的框架和实现思路，具体的实现还需要您根据自己的需要进行修改和优化。同时，在实现过程中，一定要注意代码的安全性和稳定性，避免出现内存泄漏、死锁等问题。