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linux讀寫物理內(nèi)存 時間：2015/6/28來源：IT貓撲網(wǎng)作者：網(wǎng)管聯(lián)盟我要評論(0)

　　一、基礎(chǔ)知識：

　　1．設(shè)備文件：

　　mem是一個字符設(shè)備文件，是計算機主存的一個影象。通常只有root用戶對其有讀寫權(quán)限。因此只有root用戶能進行這些操作。

　　如果要打開設(shè)備文件/dev/mem，需要系統(tǒng)調(diào)用open()函數(shù)，作用是打開一個文件或設(shè)備，其函數(shù)原型為：

　　#include <fcntl.h>

　　#include <stat,h>

　　int open(const char *path, int flags);

　　open 函數(shù)定義在/usr/include/fcntl.h中；如果操作成功則返回一個文件描述符，否則返回－1；其中path是被打開文件的路徑即文件名描述；flags是文件的訪問模式描述，可常用的選項見下表：

　　flags的取值及其含義 flags 含義

　　O_RDONLY 只讀方式

　　O_WRONLY 只寫方式

　　O_RDWR 可讀寫方式

　　2．內(nèi)存映像：

　　內(nèi)存映像其實在內(nèi)存中創(chuàng)建一個與外存中文件完全相同的映像。用戶可以將整個文件映射到內(nèi)存中，也可以將文件的一部分映射到內(nèi)存中。使用操作內(nèi)存的方法對文件進行操作。系統(tǒng)會將內(nèi)存映像文件所做的改動反映到真實文件中去。

　　在內(nèi)存映像I/O的實現(xiàn)過程中需要用到一些系統(tǒng)調(diào)用：

　　首先是創(chuàng)建內(nèi)存映像文件的系統(tǒng)調(diào)用mmap()函數(shù)，其函數(shù)原型為：

　　#include <sys/types.h>

　　#include <sys/mman.h>

　　void *mmap(void *start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offset); mmap函數(shù)定義在/usr/include/sys/mman.h中;

　　此函數(shù)用于將一個文件或它的一部分映射到內(nèi)存中。參數(shù)start是一個void指針，表示希望將文件映射到此指針指向的位置，通常為NULL；參數(shù) length定義內(nèi)存映像文件所占用的內(nèi)存空間大小，以字節(jié)計；參數(shù)prot表示內(nèi)存映像文件的安全屬性，它的可使用的選項見表1，注意和open函數(shù)中的flags屬性保持一致；參數(shù)flags是內(nèi)存映像的標(biāo)志，相關(guān)的標(biāo)志見表2；參數(shù)fd是要映射的文件的描述符；參數(shù)offset表示所映射的數(shù)據(jù)內(nèi)容距離文件頭的偏移量。

　　當(dāng)調(diào)用成功時，返回值為指向內(nèi)存映像起始地址的指針；當(dāng)調(diào)用失敗時，返回值為-1。

　　表1 prot的取值及其含義

　　prot 含義

　　PROT_EXEC 被映像內(nèi)存可能含義機器碼，可被執(zhí)行

　　PROT_NONE 映像內(nèi)存不允許訪問

　　PROT_READ 映像內(nèi)存可讀

　　PROT_WRITE 映像內(nèi)存可寫

　　表2 flags的取值及其含義

　　Flags 含義

　　MAP_FIXED 若無法在指定位置建立內(nèi)存映像文件，則出錯返回

　　MAP_PRIVATE 對內(nèi)存映像文件所做操作不反映到外存文件中

　　MAP_SHARED 對內(nèi)存映像文件所做操作都將被保存到外存文件中

　　另外我們使用完內(nèi)存映像文件后，要用系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)munmap()函數(shù)來撤銷，其函數(shù)原型為：

　　#include <sys/types.h>

　　#include <sys/mman.h>

　　int munmap(void *start,size_t length);

　　參數(shù)start表示要撤銷的內(nèi)存映像文件的起始地址；參數(shù)length表示要撤銷的內(nèi)存映像文件的大小。調(diào)用成功時，返回值為0；調(diào)用失敗時返回值為 -1，并將errno設(shè)置為相應(yīng)值。

　　最后，如果我們要將內(nèi)存映像的改動保存到外存中，還需要系統(tǒng)調(diào)用msync()函數(shù)，其函數(shù)原型為：

　　#include <sys/types.h>

　　#include <sys/mman.h>

　　int msync(const void *start,size_t length,int flags);

　　參數(shù)start表示要保存到外存的那些源文件的起始地址；參數(shù)length表示內(nèi)存映像文件的大��；參數(shù)flags設(shè)置了函數(shù)的相應(yīng)操作，其具體選項見表 3。

　　表3 flags的取值及其含義

　　flags 含義

　　MS_ASYNC 調(diào)用一個寫操作并返回

　　MS_INVALIDATE 映像到相同文件的內(nèi)存映像數(shù)據(jù)更新

　　MS_SYNC 完成寫操作后函數(shù)返回

　　通過/dev/mem設(shè)備文件和mmap系統(tǒng)調(diào)用，可以將線性地址描述的物理內(nèi)存映射到進程的地址空間，然后就可以直接訪問這段內(nèi)存了。

　　二、應(yīng)用實例：

　　1．源代碼：

　　file: read.c

　　function: Read the the first 5 bytes of the memory and then Write it with "HELLO"

　　#include <stdio.h>

　　#include <unistd.h>

　　#include <sys/mman.h>

　　#include <sys/types.h>

　　#include <sys/stat.h>

　　#include <fcntl.h>

　　int main (int args, char* arg[])

　　{

　　int i;

　　int fd;

　　char* mem;

　　char *buff = "HELLO";

　　//open /dev/mem with read and write mode

　　if ((fd = open ("/dev/mem", O_RDWR)) < 0)

　　{

　　perror ("open error");

　　return -1;

　　}

　　//map physical memory 0-10 bytes

　　mem = mmap (0, 10, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

　　if (mem == MAP_FAILED) {

　　perror ("mmap error:");

　　return 1;

　　}

　　//Read old value

　　for (i = 0; i < 5; i++)

　　{

　　printf("\nold mem[%d]:%d", i, mem[i]);

　　}

　　//write memory

　　memcpy(mem, buff, 5);

　　//Read new value

　　for (i = 0; i<5 ; i++)

　　{

　　printf("\nnew mem[%d]:%c", i, mem[i]);

　　}

　　printf("\n";

　　munmap (mem, 10); //destroy map memory

　　close (fd); //close file

　　return 0;

　　}

　　2.編譯、運行：

　　#gcc -o read read.c

關(guān)鍵詞標(biāo)簽：linux,物理內(nèi)存

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