Android中mmap原理及应用简析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android中mmap原理及应用简析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
参考技术Ammap是Linux中常用的系统调用API，用途广泛，android中也有不少地方用到，比如匿名共享内存，Binder机制等。本文简单记录下Android中mmap调用流程及原理。mmap函数原型如下：
几个重要参数
返回值是void *类型，分配成功后，被映射成虚拟内存地址。
mmap属于系统调用，用户控件间接通过swi指令触发软中断，进入内核态（各种环境的切换），进入内核态之后，便可以调用内核函数进行处理。 mmap->mmap64->__mmap2->sys_mmap2-> sys_mmap_pgoff ->do_mmap_pgoff
而 __NR_mmap在系统函数调用表中对应的减值如下：
通过系统调用，执行swi软中断，进入内核态，最终映射到call.S中的内核函数：sys_mmap2
sys_mmap2最终通过sys_mmap_pgoff在内核态完成后续逻辑。
sys_mmap_pgoff通过宏定义实现
进而调用do_mmap_pgoff：
get_unmapped_area用于为用户空间找一块内存区域，
current->mm->get_unmapped_area一般被赋值为arch_get_unmapped_area_topdown，
先找到合适的虚拟内存（用户空间），几经周转后，调用相应文件或者设备驱动中的mmap函数，完成该设备文件的mmap，至于如何处理处理虚拟空间，要看每个文件的自己的操作了。
这里有个很关键的结构体
它是文件驱动操作的入口，在open的时候，完成file_operations的绑定，open流程跟mmap类似
先通过get_unused_fd_flags获取个未使用的fd，再通过do_file_open完成file结构体的创建及初始化，最后通过fd_install完成fd与file的绑定。
重点看下path_openat：
拿Binder设备文件为例子，在注册该设备驱动的时候，对应的file_operations已经注册好了，
open的时候，只需要根根inode节点，获取到file_operations既可，并且，在open成功后，要回调file_operations中的open函数
open后，就可以利用fd找到file，之后利用file中的file_operations *f_op调用相应驱动函数，接着看mmap。
Binder机制中mmap的最大特点是一次拷贝即可完成进程间通信 。Android应用在进程启动之初会创建一个单例的ProcessState对象，其构造函数执行时会同时完成binder mmap，为进程分配一块内存，专门用于Binder通信，如下。
第一个参数是分配地址，为0意味着让系统自动分配，流程跟之前分子类似，先在用户空间找到一块合适的虚拟内存，之后，在内核空间也找到一块合适的虚拟内存，修改两个控件的页表，使得两者映射到同一块物力内存。
Linux的内存分用户空间跟内核空间，同时页表有也分两类，用户空间页表跟内核空间页表，每个进程有一个用户空间页表，但是系统只有一个内核空间页表。而Binder mmap的关键是：也更新用户空间对应的页表的同时也同步映射内核页表，让两个页表都指向同一块地址，这样一来，数据只需要从A进程的用户空间，直接拷贝拷贝到B所对应的内核空间，而B多对应的内核空间在B进程的用户空间也有相应的映射，这样就无需从内核拷贝到用户空间了。
binder_update_page_range完成了内存分配、页表修改等关键操作：
可以看到，binder一次拷贝的关键是，完成内存的时候，同时完成了内核空间跟用户空间的映射，也就是说，同一份物理内存，既可以在用户空间，用虚拟地址访问，也可以在内核空间用虚拟地址访问。
普通文件的访问方式有两种：第一种是通过read/write系统调访问，先在用户空间分配一段buffer，然后，进入内核，将内容从磁盘读取到内核缓冲，最后，拷贝到用户进程空间，至少牵扯到两次数据拷贝；同时，多个进程同时访问一个文件，每个进程都有一个副本，存在资源浪费的问题。
另一种是通过mmap来访问文件，mmap()将文件直接映射到用户空间，文件在mmap的时候，内存并未真正分配，只有在第一次读取/写入的时候才会触发，这个时候，会引发缺页中断，在处理缺页中断的时候，完成内存也分配，同时也完成文件数据的拷贝。并且，修改用户空间对应的页表，完成到物理内存到用户空间的映射，这种方式只存在一次数据拷贝，效率更高。同时多进程间通过mmap共享文件数据的时候，仅需要一块物理内存就够了。
共享内存是在普通文件mmap的基础上实现的，其实就是基于tmpfs文件系统的普通mmap，有机会再分析，不再啰嗦。
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1、
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