1、mmap系統調用的實現過程，該系統調用直接將設備內存映射到用戶進程的地址空間。

2、用戶空間內存如何映射到內核中（get_user_pages)。

3、直接內存訪問（DMA），他使得外設具有直接訪問系統內存的能力。

linux中地址類型：用戶虛擬地址、內核虛擬地址、內核邏輯地址（與物理地址是線性關系）、物理地址

用戶空間與內核空間：內核將4G的虛擬地址空間分割為用戶空間與內核空間；在二者的上下文中使用同樣的映射。內核無法操作沒有映射到內核地址空間的內存。在內核地址中有一塊地址空間專門用于用戶空間到內核的虛擬映射。

低端內存：存在于內核空間上的邏輯內存地址。

高端內存：是指那些不存在邏輯地址的內存。

內核中處理內存的函數趨向使用指向page結構的指針，該數據結構用來保存內核需要的所有物理內存的信息

頁表：處理器使用頁表將虛擬地址轉換為相應的物理地址。

虛擬內存區（VMA）：用于管理進程地址空間中不同區域的內核數據結構。每個進程在編譯、鏈接后形成的映象文件有一個代碼段、數據段、還有堆棧段（如下圖1所示），所有一個內存映射（至少）包含下面這些區域：

　　1）程序的可執行代碼區域

　　2）多個數據區,其中包括初始化數據區、非初始化數據區及程序堆棧。

　　3）與每個活動的內存映射對應的區域

　　圖1（進程虛擬空間的劃分）

通常，進程所使用到的虛存空間不連續，且各部分虛存空間的訪問屬性也可能不同。所以一個進程的虛存空間需要多個vm_area_struct結構來描述。

在vm_area_struct結構的數目較少的時候，各個vm_area_struct按照升序排序，以單鏈表的形式組織數據（通過vm_next指針指向下一個vm_area_struct結構）。但是當vm_area_struct結構的數據較多的時候，仍然采用鏈表組織的化，勢必會影響到它的搜索速度。針對這個問題，vm_area_struct還添加了vm_avl_hight（樹高）、vm_avl_left（左子節點）、vm_avl_right（右子節點）三個成員來實現AVL樹，以提高vm_area_struct的搜索速度。

　　假如該vm_area_struct描述的是一個文件映射的虛存空間，成員vm_file便指向被映射的文件的file結構，vm_pgoff是該虛存空間起始地址在vm_file文件里面的文件偏移，單位為物理頁面。

圖2 進程虛擬地址示意圖

mmap系統調用所完成的工作就是準備這樣一段虛存空間,并建立vm_area_struct結構體,將其傳給具體的設備驅動程序，這些都是由內核完成。

用戶空間進程調用mmap將設備內存映射到他的地址空間時，系統通過創建一個表示該映射的新VMA作為響應，支持mmap的驅動程序，需要幫助進程完成VMA的初始化。