"get_user_pages"是如何工作的（针对Linux驱动程序）

Question

我正在处理一个Linux PCI驱动程序，现在我正在尝试使用分散/聚集编写DMA代码。

目前为止，我已经学到了要直接从用户空间访问DMA数据，我们需要将用户空间页面固定到内核空间。

而要做到这一点，我们有一个叫做get_user_pages的函数，其完整定义如下：

int get_user_pages(struct task_struct * tsk,  
    struct mm_struct * mm,  
    unsigned long start,  
    int nr_pages,  
    int write,  
    int force,  
    struct page ** pages,  
    struct vm_area_struct ** vmas);

我的第一个问题是关于 struct page ** pages。在调用 get_user_pages 之前，我们需要为 pages 分配内存（例如使用 kcalloc）吗？

我的第二个问题是关于 unsigned long start，在手册页上，它说“起始用户地址”，这是否意味着，如果我在用户空间声明一个指针，如 int *p，那么我应该将传递给内核空间的“起始用户地址”设为 p？

我的第三个问题也与 unsigned long start 相关。如果我正确理解了第二个问题，那么我们如何确保该地址恰好从页面开头开始？

以上是三个问题，谢谢。

- Cong Li

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使用 posix_memalign()，您可以确保指针对齐，或者在 malloc()/mmap() MAP_ANONYMOUS 之后检查它。如果没有对齐，您可以过度分配并自行对齐指针。（保留原始指针以释放内存） - Alexis

Answer 1

我的第一个问题是关于结构体页面 ** 页面。在调用 get_user_pages 之前，我们需要为页面分配内存（例如使用 kcalloc）吗？

您可以这样做，但这不是必需的，数组就足够了（其大小取决于 nr_pages）。

如果您想固定4页，则 struct page *pages [4]; 就足够了。

我的第二个问题是关于无符号长整型 start，man 手册上说“开始用户地址”，这是否意味着，如果我声明像 int *p 这样的指针，“开始用户地址”我应该传递到内核空间的是 p？

此参数应指向您的用户进程拥有的内存（如 malloc 后）。

我的第三个问题也是关于无符号长整型 start，如果我正确理解了第二个问题，那么我们如何确保此地址恰好从页面开头开始？

我认为您可以使用 getpagesize 函数来实现。

我认为这篇博客文章："get_user_pages example" 可能会对你有所帮助。

- Mathieu

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那个“get_user_pages example”并不是很好，因为它假设用户的缓冲区是页面对齐的。 - Ian Abbott