vmalloc_user申请的页面以uncache映射到用户层

vmalloc_user() 函数使用 vmalloc() 分配内核虚拟空间，然后使用 remap_pfn_range() 将分配的页面映射到用户空间。

uncache 映射是指将页面映射到用户空间时不启用 CPU 缓存。这可以确保用户空间对内存的读写操作与 CPU 缓存无关，从而避免出现缓存不一致的问题。uncache 映射通常用于需要频繁进行 I/O 操作的设备驱动程序中。

相关问题

vmalloc_user申请的页面以uncache映射到用户层，代码如何实现

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用 vmalloc_user() 函数分配内核虚拟空间，并将页面以 uncache 映射到用户空间：

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/mm.h>

#define PAGE_SIZE 4096

static int __init my_module_init(void)
{
    void *virt_addr;
    unsigned long phys_addr;
    int i;

    // 分配 4 个页面大小的内存空间
    virt_addr = vmalloc_user(4 * PAGE_SIZE);
    if (!virt_addr) {
        printk(KERN_ERR "Failed to allocate memory\n");
        return -ENOMEM;
    }

    // 获取物理地址并打印
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        phys_addr = vmalloc_to_pfn(virt_addr + i * PAGE_SIZE) << PAGE_SHIFT;
        printk(KERN_INFO "Page %d: virt_addr=%p, phys_addr=%lx\n", i,
               virt_addr + i * PAGE_SIZE, phys_addr);
    }

    // 将页面映射到用户空间
    if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vmalloc_to_pfn(virt_addr),
                        4 * PAGE_SIZE, vma->vm_page_prot)) {
        printk(KERN_ERR "Failed to map memory\n");
        vfree(virt_addr);
        return -EAGAIN;
    }

    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void)
{
    // 释放内存空间
    vfree(virt_addr);
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

以上代码中，我们首先使用 vmalloc_user() 函数分配 4 个页面大小的内存空间。然后，我们使用 vmalloc_to_pfn() 函数获取每个页面的物理地址，并打印出来。最后，我们使用 remap_pfn_range() 函数将这些页面以 uncache 映射的方式映射到用户空间。

需要注意的是，在实际使用中，我们需要根据具体的应用场景和需求来选择是否使用 uncache 映射，以及如何正确地使用 vmalloc_user() 和 remap_pfn_range() 函数。同时，在释放内存空间时，我们应该使用 vfree() 函数来释放 vmalloc_user() 分配的内存空间。

vmalloc_user() 和 remap_pfn_range()能配合使用？

是的，vmalloc_user() 和 remap_pfn_range() 函数可以一起使用，用于将 vmalloc_user() 分配的内核虚拟空间映射到用户空间。

vmalloc_user() 函数用于分配内核虚拟空间，它和 vmalloc() 函数类似，但是它还会将分配的内存空间以 uncache 映射的方式映射到用户空间。这种映射方式可以确保用户空间对内存的读写操作与 CPU 缓存无关，从而避免出现缓存不一致的问题，通常用于需要频繁进行 I/O 操作的设备驱动程序中。

remap_pfn_range() 函数用于将物理页面映射到用户空间。在使用 vmalloc_user() 函数分配内存空间后，我们可以使用 vmalloc_to_pfn() 函数将虚拟地址转换成物理地址的页帧号，然后通过 remap_pfn_range() 函数将这些物理页面映射到用户空间。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用 vmalloc_user() 和 remap_pfn_range() 函数一起使用：

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/mm.h>

#define PAGE_SIZE 4096

static int __init my_module_init(void)
{
    void *virt_addr;
    unsigned long phys_addr;
    int i;

    // 分配 4 个页面大小的内存空间
    virt_addr = vmalloc_user(4 * PAGE_SIZE);
    if (!virt_addr) {
        printk(KERN_ERR "Failed to allocate memory\n");
        return -ENOMEM;
    }

    // 获取物理地址并打印
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        phys_addr = vmalloc_to_pfn(virt_addr + i * PAGE_SIZE) << PAGE_SHIFT;
        printk(KERN_INFO "Page %d: virt_addr=%p, phys_addr=%lx\n", i,
               virt_addr + i * PAGE_SIZE, phys_addr);
    }

    // 将页面映射到用户空间
    if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vmalloc_to_pfn(virt_addr),
                        4 * PAGE_SIZE, vma->vm_page_prot)) {
        printk(KERN_ERR "Failed to map memory\n");
        vfree(virt_addr);
        return -EAGAIN;
    }

    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void)
{
    // 释放内存空间
    vfree(virt_addr);
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

以上代码中，我们首先使用 vmalloc_user() 函数分配 4 个页面大小的内存空间。然后，我们使用 vmalloc_to_pfn() 函数获取每个页面的物理地址，并打印出来。最后，我们使用 remap_pfn_range() 函数将这些页面映射到用户空间。

需要注意的是，在实际使用中，我们需要根据具体的应用场景和需求来选择是否使用 uncache 映射，以及如何正确地使用 vmalloc_user() 和 remap_pfn_range() 函数。同时，在释放内存空间时，我们应该使用 vfree() 函数来释放 vmalloc_user() 分配的内存空间。