前言

系统mmu开启后, 程序对内存的访问都是虚拟地址, 之后mmu会自动将虚拟地址变为实际的物理地址（硬件行为）, 所以我们的程序如果要访问物理地址的话，必须要通过mmu建立虚拟地址与物理地址之间的映射关系。对于虚拟地址映射到物理地址的操作, 涉及到3个典型的函数.

• ioremap
  • 在driver中使用，一般用于映射registers address。
• vmalloc
  • 在dirver中使用，在内存的vmalloc区申请一块连续的虚拟空间，生成虚拟空间所对应的物理地址并非连续。
• mmap
  • 在应用层使用，在应用层可以访问物理地址

上述阐述了使用场景，同样都是虚拟地址映射到物理地址，它们之间有什么区别呢？ 这个问题必须要了解它们的实现才能明白，我们并不打算详细的分析代码，而是给出大体关键的脉络来分析这个问题。

ioremap 与 vmalloc

这两个函数之所以放在一起讲，是因为它们的实现几乎是一样的。
这两个函数都是从VMALLOC区（内核虚拟地址空间）分配虚拟地址空间(※注意是虚拟地址空间), 我们看张图来理解一下函数的实现

首先，VMALLOC区 是由两个结构体维护的，即：struct vmap_area和 struct vm_struct。
其中vmap_area是专门用来管理 VMALLOC区域的虚拟空间。
即，一个vmap_area结构代表一块有效的虚拟空间,

mmap

mmap在user层使用，user层可访问物理地址就用mmap.

• 从上图可知，应用层的mm结构维护这个进程的虚拟空间，这个虚拟空间每块合法的地址（虚拟地址）用vm_area_struct结构体来维护。
• mmap 会创建一个vma（vm_area_struct结构体），此vma中的虚拟地址变量必须在 3G空间中并且与其他vma结构体所维护的地址不发生冲突
• 申请好一个vma后，传给driver
  • error = file->f_op->mmap(file, vma);
• driver在根据具体的情况来进行mmu映射