Linux中的mmap文件支持映射与匿名映射[关闭]

Posted 2023-02-16

【中文标题】Linux中的mmap文件支持映射与匿名映射[关闭]

【英文标题】：mmap File-backed mapping vs Anonymous mapping in Linux [closed]

【发布时间】：2017-01-08 04:20:10

【问题描述】：

文件支持的映射和匿名之间的主要区别是什么 映射。 我们如何在文件支持的映射或匿名之间进行选择 映射，当我们需要进程之间的 IPC 时。 使用这些有什么优点，缺点是什么？

【参考方案1】：

mmap() 系统调用允许您进行文件支持映射或匿名映射。

void *mmap(void *addr, size_t lengthint " prot ", int " flags ,int fd, off_t 偏移）

文件支持的映射- 在 linux 中，存在一个文件 /dev/zero，它是 0 字节的无限源。您只需打开此文件，并将其描述符传递给带有适当标志的 mmap() 调用，即 MAP_SHARED 如果您希望其他进程共享内存或MAP_PRIVATE，如果您不想分享。

前-

     .
     .
if ((fd = open("/dev/zero", O_RDWR)) < 0)
printf("open error");
if ((area = mmap(0, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0)) == MAP_FAILED)
  
      printf("Error in memory mapping");
      exit(1);
  
close(fd); //close the file because memory is mapped
  //create child process 
    .
    .

引用 mmap() 的手册页：-

文件映射的内容（与匿名映射相反； 请参阅下面的 MAP_ANONYMOUS），使用长度字节开始初始化 在文件引用的文件（或其他对象）中的偏移处 描述符 fd。偏移量必须是返回的页面大小的倍数 通过 sysconf(_SC_PAGE_SIZE)。

在我们的例子中，它已经用零（0）初始化。

引用 W. Richard Stevens，Stephen A. Rago II 版 UNIX 环境中的高级编程一书中的文字

以我们展示的方式使用 /dev/zero 的优点是 在我们调用 mmap 来创建 映射区域。映射 /dev/zero 会自动创建一个映射区域 指定大小的。这种技术的缺点是它 仅在相关进程之间起作用。然而，通过相关流程， 使用线程可能更简单、更有效（第 11 章） 和 12)。请注意，无论使用哪种技术，我们仍然 需要同步访问共享数据

对mmap() 的调用成功后，我们创建一个子进程，它将能够看到对映射区域的写入（正如我们指定的MAP_SHARED 标志）。

匿名映射 - 我们上面所做的类似事情可以使用匿名映射来完成。对于匿名映射，我们将MAP_ANON 标志指定给mmap，并将文件描述符指定为-1。 结果区域是匿名的（因为它没有通过文件描述符与路径名关联）并创建一个可以与后代进程共享的内存区域。 优点是我们不需要任何文件来映射内存，也避免了打开和关闭文件的开销。

if ((area = mmap(0, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANON | MAP_SHARED, -1, 0)) == MAP_FAILED)
   printf("Error in anonymous memory mapping");

因此，这些文件支持的映射和匿名映射必然只适用于相关进程。

如果您需要在不相关的进程之间这样做，那么您可能需要使用shm_open() 创建命名共享内存，然后您可以将返回的文件描述符传递给mmap()。

【讨论】：

您说“这些文件支持的映射和匿名映射必须仅适用于相关进程。”为什么我们需要文件映射的 mmap。与匿名映射相比，它有何帮助。

当你进行文件支持的映射时，进程的虚拟地址空间被映射到文件。因此，当您访问该内存时，您将读取已映射到该区域的文件。然而，匿名映射映射了一个没有任何文件支持的进程虚拟内存区域。内容初始化为零。在这方面，匿名映射类似于 malloc，并在某些 malloc(3) 实现中用于某些分配。

当你 mmap() 使用 /dev/zero 时，它就像你使用匿名映射一样。

en.wikipedia.org/wiki/Mmap 很好地解释了这两者。阅读内存可见性部分以获取详细信息。它简短而准确。

谢谢。我知道在文件支持的映射中，进程的虚拟地址空间被映射到文件。但它有什么帮助。为什么我们不能只使用匿名。为什么我们需要文件支持的映射？