Memory Map mmap

mmap 的本质：它将一个文件（Everything is a file，设备亦是如此）的数据，直接映射到进程的虚拟内存地址空间中。进程像读写普通内存一样读写这块内存，内核会自动将这些操作同步到文件或设备上。

 #include <sys/mman.h>

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

addr (起始地址):

• 指定映射区域在进程虚拟地址空间中的期望起始地址。
• 通常设置为 NULL。设置为 NULL 表示让操作系统内核自己去选择一个合适的、未被使用的虚拟地址进行映射（这是最推荐和最安全的做法）。如果非要指定，该地址通常需要是页大小（Page Size，通常是 4KB）的整数倍。

length (映射长度):

• 表示要映射的内存区域的大小（以字节为单位）。
• 注意：内核的映射是以页（Page）为单位的，如果你请求的大小不是页的整数倍，内核会自动向上取整到一页的大小，但超出 length 的部分虽然会被映射，但访问它可能会导致 SIGBUS 信号。

prot (内存保护标志):

• 指定映射区域的访问权限，通常由以下几个常量按位或（|）组合而成：
  • PROT_READ: 映射区域可被读取。
  • PROT_WRITE: 映射区域可被写入。
  • PROT_EXEC: 映射区域可被执行（通常用于动态链接库映射）。
  • PROT_NONE: 映射区域不可访问。
• 注意：指定的权限不能超过文件被打开（open）时的权限。例如，文件如果是只读打开的，这里就不能包含 PROT_WRITE。

flags (映射类型和行为):

• 控制映射对象的更新是否对映射同一对象的其他进程可见，以及更新是否传递到底层文件。必须包含以下两者之一：
  • MAP_SHARED: 共享映射。对这段内存的修改会同步到底层文件中，并且其他也映射了该文件的进程也能看到这些修改。常用于进程间通信（IPC）。
  • MAP_PRIVATE: 私有映射。采用写时复制（Copy-On-Write）技术。对内存的修改只对当前进程可见，不会同步回底层文件。常用于加载共享库或读取文件内容。
• 常用的其他标志（可按位或）：
  • MAP_ANONYMOUS (或 MAP_ANON): 匿名映射。不依赖于任何实际的文件，fd 会被忽略（通常设为 -1）。这主要用于像 malloc 那样分配大块的纯内存（通常大于 MMAP_THRESHOLD，比如 128KB）。
  • MAP_FIXED: 强制内核使用 addr 指定的具体地址，如果该地址不可用则映射失败。极其危险，不建议普通开发使用。

fd (文件描述符):

• 要被映射的文件的文件描述符（由 open() 返回）。
• 如果使用了 MAP_ANONYMOUS 标志进行匿名映射，则此参数应该设为 -1。

offset (文件偏移量):

• 表示从文件的哪个位置开始映射。
• 极其重要的一点：offset 必须是系统页大小（Page Size，可通过 sysconf(_SC_PAGE_SIZE) 获取，通常为 4096 字节）的整数倍。
• 如果是匿名映射（MAP_ANONYMOUS），此参数被忽略，通常设为 0。