mmap、munmap函数

本文详细介绍了mmap和munmap这两个系统调用的功能及使用方法。mmap用于创建内存映射区域,允许进程直接对文件或其他对象进行读写操作。munmap用于释放通过mmap创建的内存映射。文章还强调了在使用这些函数时需要注意的一些关键细节。

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#include <sys/mman.h>

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);

int munmap(void *addr, size_t length);

 

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);

返回:成功,返回创建的映射区首地址(其返回的地址可以作为数组的首地址来使用);失败,返回MAP_FAILED(宏)。

addr:建立映射区的首地址,由Linux内核指定。使用时,直接传递NULL

length:欲创建映射区的大小(必须小于文件大小);

prot:映射区权限PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE(两个宏位或);

flags:标志位参数(常用于设定更新物理区域、设置共享、创建匿名映射区),MAP_SHARED:会将映射区所做的操作反映到物理设备(磁盘)上,MAP_PRIVATE:映射区所做的修改不会反映到物理设备;

fd:用来建立映射区的文件描述符

offset:映射文件的偏移4k的整数倍),即只是映射文件的部分,不是从开始处映射。

 

int munmap(void *addr, size_t length);

同malloc(new)函数申请内存空间类似的,mmap建立的映射区在使用结束后也应调用类似free(delete)的函数来释放。

addr:映射区的首地址   length:映射区的长度

成功:0,失败:-1

 

两个函数的注意事项:

1.创建映射区的过程中,隐含着一次对映射文件的读操作,因此在打开文件时必须包括读权限,才能创建映射区;

2.当MAP_SHARED时,要求:映射区的权限应 <=文件打开的权限(出于对文件的保护)。而MAP_PRIVATE则无所谓,因为mmap中的权限是对内存的限制;

3.映射区的释放与文件关闭无关。只要映射建立成功,文件可以立即关闭。在建立好映射区之后就可以关闭文件了,以后在对映射区的读写操作不再需要文件描述符了,因为映射关系已经被mmap系统调用确定了。

4.特别注意,当映射文件大小为0时,不能创建映射区。所以:用于映射的文件必须要有实际大小!不能为0mmap使用时常常会出现总线错误,通常是由于共享文件存储空间大小引起的。malloc(或new)分配的地址大小(堆空间)都可以指定为0(使用完后,需要free(或delete)释放),但是mmap不可以!!

5.munmap传入的地址一定是mmap的返回地址,坚决杜绝指针++操作(必须完全对应);

6.文件偏移量必须为4K的整数倍,因为MMU完成了从线性地址到物理地址的映射,映射时以页为单位进行的,一页一页进行映射;

7.mmap创建映射区出错概率非常高,一定要检查返回值,确保映射区建立成功再进行后续操作。

因此,对于新创建的文件,必须对文件进行拓展(ftruncate、truncate和lseek),然后才能创建映射区。对于lseek、mmap等函数的指针移动都是以字节为单位的(char为1个字节)。

<think>嗯,用户想了解munmap函数的使用说明、示例代码、报错处理以及相关的Linux内存管理知识。首先,我需要回顾一下munmap的基本用法。munmap用于释放由mmap创建的内存映射,这个函数在解除映射时可能会遇到一些错误,比如无效的地址或长度,或者权限问题。用户可能需要具体的示例代码来理解如何正确使用它,以及如何处理常见的错误情况。 接下来,我应该检查用户提供的引用内容,看看是否有相关的信息可以支持回答。引用[1]提到了mmap函数用于内存映射和文件映射,而munmap自然是与之对应的解除映射的函数。引用[3]提到gdb调试工具,可能在处理报错时可以用到。引用[4]关于内存存储的部分可能不直接相关,但需要确认是否有其他相关信息。 用户可能需要知道munmap的参数,比如addr和length的正确使用方法。示例代码部分最好用C语言展示,因为mmap/munmap系统调用,通常在C中使用。同时,报错处理需要解释常见的错误码,如EINVAL、EACCES等,并给出解决方法,比如检查地址对齐或长度是否正确。 另外,用户提到“Linux内存管理”,可能需要补充munmap在内存管理中的作用,比如如何与brk、mmap协同工作。引用[1]中提到了brk和mmap,可以指出munmap用于释放mmap分配的内存,而brk释放则需要通过调整堆指针,但munmap不处理brk分配的内存。 还需要考虑用户可能遇到的问题,比如内存泄漏、悬垂指针等,这些在示例代码中需要提醒。例如,在munmap之后,原来的指针应该设置为NULL,避免误用。同时,权限问题可能导致munmap失败,比如映射区域是只读的,但尝试用munmap解除映射,这时候可能需要检查之前的mmap参数。 最后,生成的相关问题需要围绕用户可能进一步想知道的内容,比如mmap的其他用法,内存管理机制,或者调试工具的使用,这样可以引导用户深入了解更多相关知识。</think>### munmap函数使用说明 #### 一、基本功能 munmapLinux系统中用于解除内存映射的系统调用,主要处理由$mmap()$创建的映射区域[^1]。其函数原型为: $$int\ munmap(void\ *addr,\ size_t\ length);$$ 关键参数说明: - $addr$:必须是内存页对齐地址(通常由$mmap$返回) - $length$:必须是页大小的整数倍 #### 二、使用示例 ```c #include <sys/mman.h> #include <stdio.h> int main() { size_t size = 4096; // 1页大小 void *addr = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0); if(addr == MAP_FAILED) { perror("mmap failed"); return -1; } // 使用映射内存... if(munmap(addr, size) == -1) { perror("munmap failed"); return -1; } return 0; } ``` #### 三、常见报错处理 | 错误码 | 原因 | 解决方案 | |--------|------|----------| | EINVAL | 地址未页对齐/长度包含无效值 | 确保addr是$mmap$返回值,长度是页大小的整数倍 | | ENOMEM | 指定范围包含非法地址 | 使用/proc/self/maps验证映射范围 | | EACCES | 权限不匹配(如尝试写只读区域) | 检查$mmap$时的PROT参数设置 | #### 四、内存管理要点 1. 必须精确匹配$mmap$时的地址和长度参数 2. 映射解除后立即失效,继续访问会导致段错误 3. 匿名映射内存会被系统自动回收,文件映射会触发写回操作 4. 与brk分配的内存在管理方式上存在本质差异 #### 五、调试建议 1. 使用$strace$跟踪系统调用 2. 通过/proc/pid/maps查看内存映射状态 3. 结合gdb定位段错误地址[^3]
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