在FreeBSD 用户空间与内核空间使用内存共享

petterla

kernel创建一设备分配内存, 并将内存地址通过d_mmap 映射, userland使用mmap!
参考/sys/dev/mem/memdev.c.
FreeBSD 7.1
kernel 代码:

#include <sys/cdefs.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/conf.h>
#include <sys/uio.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/malloc.h>
#include <sys/module.h>
#include <sys/priv.h>
#include <sys/disk.h>
#include <vm/vm.h>
#include <vm/pmap.h>

//#include <sys/bus.h>
//#include <machine/bus.h>

/* For use with destroy_dev(9). */
static struct cdev *memio_dev;

static d_write_t memio_write;
static d_ioctl_t memio_ioctl;
static d_read_t memio_read;
static d_mmap_t   memio_mmap;

#define MEMIO_MINOR  212

static struct cdevsw memio_cdevsw = {
  .d_version =  D_VERSION,
  .d_read =  memio_read,
  .d_write =  memio_write,
  .d_ioctl =  memio_ioctl,
  .d_mmap =  memio_mmap,
  .d_name =  \"memio\",
};

static void *zbuf;

static int
memio_read(struct cdev *dev __unused, struct uio *uio, int flags __unused)
{
  int error = 0;

  while (uio->uio_resid > 0 && error == 0)
    error = uiomove(zbuf, MIN(uio->uio_resid, PAGE_SIZE), uio);

  return error;
}
/* ARGSUSED */
static int
memio_write(struct cdev *dev __unused, struct uio *uio, int flags __unused)
{
  int error = 0;
  while( uio->uio_resid > 0 && error == 0 )
    error = uiomove(zbuf, MIN(uio->uio_resid, PAGE_SIZE), uio);
  return (0);
}

static int
memio_mmap(struct cdev *dev, vm_offset_t offset, vm_paddr_t *paddr,
    int prot __unused)
{
  *paddr = vtophys( zbuf );
  return (0);
}

/* ARGSUSED */
static int
memio_ioctl(struct cdev *dev __unused, u_long cmd, caddr_t data __unused,
  int flags __unused, struct thread *td)
{
  int error;

  if (cmd != DIOCSKERNELDUMP)
    return (ENOIOCTL);
  error = priv_check(td, PRIV_SETDUMPER);
  if (error)
    return (error);
  return (set_dumper(NULL));
}


/* ARGSUSED */
static int
memio_modevent(module_t mod __unused, int type, void *data __unused)
{
  switch(type) {
  case MOD_LOAD:
    if (bootverbose)
      printf(\"memio: <memio device>\\n\");
    zbuf = (void *)malloc(PAGE_SIZE, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
    memcpy( zbuf, \"hello from kernel\", 18 );
    memio_dev = make_dev(&memio_cdevsw, MEMIO_MINOR, UID_ROOT,
      GID_WHEEL, 0666, \"memio\");
    uprintf( \"load memio module.\\n\" );
    break;

  case MOD_UNLOAD:
    destroy_dev(memio_dev);
    free(zbuf, M_TEMP);
    uprintf( \"unload memio module.\\n\" );
    break;

  case MOD_SHUTDOWN:
    break;

  default:
    return (EOPNOTSUPP);
  }

  return (0);
}

DEV_MODULE(memio, memio_modevent, NULL);
MODULE_VERSION(memio, 1);

Makefile

SRCS  = main.c
KMOD  = memio
KO   = $(KMOD).ko
KLDMOD = t

.include <bsd.kmod.mk>

userland test代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

#define PAGE_SIZE 4096

int main ( int argc, char **argv )
{
  int configfd;
  configfd = open(\"/dev/memio\", O_RDWR);
  if(configfd < 0) {
    perror(\"open\");
    return -1;
  }

  char * address = NULL;
  address = mmap(NULL, PAGE_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, configfd, 0);
  if (address == MAP_FAILED) {
    perror(\"mmap\");
    return -1;
  }

  printf(\"address=%p\\n\", address );
  printf(\"initial message: %s\\n\", address);
  memcpy(address + 11 , \"*user*\", 6);
  printf(\"changed message: %s\\n\", address);
  close(configfd);
  return 0;
}