什么是mmap()函数

什么是mmap()函数，很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。

mmap()函数将一个文件或者其它对象映射尽内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。 mmap()系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以像访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read(),write()等操作。

注：实际上，mmap()系统调用并不是完全为了共享内存而设计的。它本身提供了不同于一般对普通文件的访问方式，进程可以像读写内存一样对普通文件操作。POSIX或系统Ｖ的共享内存IPC则纯粹用于提供共享的目地，当然mmap()实现共享内存也是其主要应用之一。

Mmap()函数主要有3个用途：将一个普通文件映射到内存中，通常在需要对文件进行频繁读写操作时使用，这样用内存读写取代I/O读写，以获得较高的性能将特殊文件进行匿名内存映射，可以为关联进程提供共享内存空间为无关联的进程提供共享内存空间，一般也是将一个普通文件映射到内存。 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（准确来说是虚拟内存上），通过对着段内存的读取和修改，实现对文件的读取和修改。 

一、mmap()函数的用法

 #include
Void*mmap(void *start, size_t length, int port, int flags, int fd,off_t offsize);

参数的意义： Start:指向欲映射的内存初始地址，通常设为NULL，代表让系统自动选定地址，映射成功后返回该地址。 Length: 代表将文件中的多大的部分映射到内存。 Port: 映射区域的保护方式 PROT_EXEC映射区域可被执行 PROT_READ映射区域可被读取 PROT_WRITE映射区域可被写入 PROT_NONE映射区域不能存取 Flags:影响映射区域的各种属性。在调用mmap()时必须指定MAP_SHARED或MAP_PRIVATE MAP_FIXED如果参数start所指的地址无法成功建立映射时，则放弃映射，不对地址做修正。 MAP_SHARED对映射区域的写入数据会复制会文件内，而且允许其它映射文件的进程共享。 MAP_PRIVATE对映射区域的写入操作会产生一个映射文件的复制，即私人的“写时复制”对此区域的任何修改都不会写回原来的文件内容。 MAP_ANONYMOUS建立匿名映射。此时会忽略参数fd，不涉及文件，而且映射区域无法和其他进程共享。 MAP_DENYWRITE只允许对映射区域的写入操作，其他对文件直接写入的操作将会被拒绝。 MAP_LOCKED将映射区域锁定住，这表示该区域不会被置换（swap）。 fd：要映射到内存中的文件描述符。如果使用匿名内存映射时，即flags中设置了MAP_ANONYMOUS，fd设为-1。有些系统不支持匿名内存映射，则可以使用fopen打开/dev/zero文件，然后对该文件进行映射，可以同样达到匿名内存映射的效果。 offset：文件映射的偏移量，通常设置为0，代表从文件最前方开始对应，offset必须是分页大小的整数倍。 返回值：若映射成功则返回映射区的内存起始地址，否则返回MAP_FAILED(－1)，错误原因存于errno 中。

二、系统调用mmap()用于共享内存的两种方式：（1）使用普通文件提供的内存映射： 适用于任何进程之间。此时，需要打开或创建一个文件，然后再调用mmap() 典型调用代码如下：

fd=open(name, flag, mode);if(fd<0) ...
ptr=mmap(NULL, len ,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0);

（2）使用特殊文件提供匿名内存映射： 适用于具有亲缘关系的进程之间。由于父子进程特殊的亲缘关系，在父进程中先调用mmap()，然后调用fork()。那么在调用fork()之后，子进程继承父进程匿名映射后的地址空间，同样也继承mmap()返回的地址，这样，父子进程就可以通过映射区域进行通信了。注意，这里不是一般的继承关系。一般来说，子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址，却由父子进程共同维护。对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时，不必指定具体的文件，只要设置相应的标志即可。

三、一个用mmap函数进行文件拷贝的例子* 用open系统调用打开文件,并返回描述符fd。这里要注意使用truncate函数来确定要写入文件的大小。一般是用stat系列的函数来获取源文件的大小，然后通过truncate函数修改目的文件的大小。

fd_s = open("2.c", O_RDONLY, S_IRUSR | S_IWUSR);
	fd_d = open("file.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR);
	
	//获取文件属性
	fstat(fd_s, &m_stat);
	//修改文件的大小
	truncate("file.txt", m_stat.st_size);

* 用mmap建立内存映射,并返回映射首地址指针start.

	s_ptr = mmap(NULL, len, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd_s, 0);
	d_ptr = mmap(NULL, len, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, fd_d, 0);

	if (d_ptr == MAP_FAILED)
	{
		printf("mmap error: %s\n", strerror(errno));
		return ;
	}

* 对映射(文件)进行各种操作, 显示(printf),修改(sprintf)。这里是用memcpy()函数实现文件的拷贝

	memcpy(d_ptr, s_ptr, len);

* 用munmap(void *start, size_tlenght)关闭内存映射.

	munmap(s_ptr, len);
	munmap(d_ptr, len);

* 用close系统调用关闭文件fd. 自己再写这个程序的时候又到了一个比较奇葩的问题。程序写好时运行的错误是段错误，调式发现是memcpy函数拷贝出错。然后我回过头来检查代码，发现程序没有什么问题，然后又运行了一遍，错误变成了：mmaperror: bad filedescriptor。然后我就进行了调试，结果发现是第二个调用mmap函数的返回值是-1，也就是说没有返回正确的初始地址。这两次不一样的错误让我迷惑了，所以就找到了大神给看看代码，结果大神刚坐下，运行程序就正确了，没有做任何修改，这真的就是传说中的人品问题吗？不理解！然后我们谢了个脚本，让程序执行1000次，看看会不会又一次出错的几率，但是执行下来仍然没有任何错误，大神默默离开了。。一直都想不明白这两次错误是怎样产生的？有时怎样自动变为正确的？真是费解，还请高手指导。～～～～

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