Linux mmap

原文:http://www.cnblogs.com/feisky/archive/2009/11/11/1600986.html

Linux提供了内存映射函数mmap, 它把文件内容映射到一段内存上(准确说是虚拟内存上), 通过对这段内存的读取和修改, 实现对文件的读取和修改, 先来看一下mmap的函数声明:

  • 头文件:
    • <unistd.h>
    • <sys/mman.h>
  • 原型: void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offsize);
  • 返回值: 成功则返回映射区起始地址, 失败则返回MAP_FAILED(-1).
  • 参数:
    • addr: 指定映射的起始地址, 通常设为NULL, 由系统指定.
    • length: 将文件的多大长度映射到内存.
    • prot: 映射区的保护方式, 可以是:
      • PROT_EXEC: 映射区可被执行.
      • PROT_READ: 映射区可被读取.
      • PROT_WRITE: 映射区可被写入.
      • PROT_NONE: 映射区不能存取.
    • flags: 映射区的特性, 可以是:
      • MAP_SHARED: 对映射区域的写入数据会复制回文件, 且允许其他映射该文件的进程共享.
      • MAP_PRIVATE: 对映射区域的写入操作会产生一个映射的复制(copy-on-write), 对此区域所做的修改不会写回原文件.
      • 此外还有其他几个flags不很常用, 具体查看linux C函数说明.
    • fd: 由open返回的文件描述符, 代表要映射的文件.
    • offset: 以文件开始处的偏移量, 必须是分页大小的整数倍, 通常为0, 表示从文件头开始映射.

    下面说一下内存映射的步骤:

  • 用open系统调用打开文件, 并返回描述符fd.
  • 用mmap建立内存映射, 并返回映射首地址指针start.
  • 对映射(文件)进行各种操作, 显示(printf), 修改(sprintf).
  • 用munmap(void *start, size_t lenght)关闭内存映射.
  • 用close系统调用关闭文件fd.

注意事项:

在修改映射的文件时, 只能在原长度上修改, 不能增加文件长度, 因为内存是已经分配好的.

### Linux 中 `mmap` 函数的用法 #### 功能描述 `mmap()` 或“内存映射”,是一种用于将文件或设备映射到进程地址空间的方法[^1]。此方法不仅限于在程序结束时分配内存,还能在任意位置创建新的内存区域。 #### 函数原型 以下是 C 语言中的 `mmap` 函数声明: ```c void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); ``` - **addr**: 请求映射区起始地址;通常设置为 NULL 让操作系统决定最佳位置。 - **length**: 映射字节数。 - **prot**: 指定页面访问权限 (PROT_READ | PROT_WRITE 等)。 - **flags**: MAP_SHARED 表示共享映射,MAP_PRIVATE 则表示私有副本。 - **fd**: 文件描述符,对于匿名映射可以设为 -1。 - **offset**: 文件偏移量,应为页大小整数倍。 成功返回新映射区首地址指针,失败则返回 `(void *) -1`. #### 使用实例 下面给出一段演示如何利用 `mmap` 将磁盘上的文本文件加载至内存的例子: ```c #include <fcntl.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/stat.h> int main(int argc, char* argv[]) { const char filename[] = "/tmp/sample.txt"; /* 打开并获取文件信息 */ int fd = open(filename, O_RDONLY); struct stat sb; fstat(fd, &sb); /* 创建映射 */ void *ptr = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0); if (ptr == MAP_FAILED){ perror("Error on mapping file"); exit(EXIT_FAILURE); } // 对 ptr 进行操作... munmap(ptr, sb.st_size); // 解除映射 return 0; } ``` 上述代码片段展示了打开一个现有文件,并将其内容通过 `mmap` 加载到当前进程中的一段连续内存中去的过程。当不再需要这段映射时,则应当调用 `munmap` 来释放资源.
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