mmap函数参数讲解

1.mmap-创建内存映射

作用：将磁盘文件的数据映射到内存，用户通过内存就能修改磁盘文件

函数原型：

void *mmap{
void *addr; //映射区首地址，传NULL
size_t length; //映射区的大小
//会自动调为4k的整数倍
//不能为0
//一般文件多大，length就指定多大
int prot; //映射区权限
//PROT_READ 映射区比必须要有读权限
//PROT_WRITE
//PROT_READ | PROT_WRITE
int flags; //标志位参数
//MAP_SHARED 修改了内存数据会同步到磁盘
//MAP_PRIVATE 修改了内存数据不会同步到磁盘
int fd; //要映射的文件对应的fd
off_t offset; //映射文件的偏移量，从文件的哪里开始操作
//映射的时候文件指针的偏移量
//必须是4k的整数倍
//一般设置为0
}

返回值：

映射区的首地址-调用成功

调用失败：MAP_FALED

2.munmap-释放内存映射区

函数原型：int munmap(void *addr,size_t length);

addr-mmap的返回值

length-mmap的第二个参数

3.注意事项

问：如果对mmap的返回值(ptr)做++操作(ptr++), munmap是否能够成功?
答：不能
问：如果open时O_RDONLY, mmap时prot参数指定PROT_READ | PROT_WRITE会怎样?
答mmap调用失败
open文件指定权限应该大于等于mmap第三个参数prot指定的权限
问：如果文件偏移量为1000会怎样?
答：必须是4096的整数倍
问：mmap什么情况下会调用失败?
第二个参数length = 0
第三个参数必须指定PROT_READ
fd对应的打开权限必须大于等于port权限
偏移量：必须是4096的整数倍
问：可以open的时候O_CREAT一个新文件来创建映射区吗?
答：可以，需要做文件拓展
lseek
truncate（path，length）
问：mmap后关闭文件描述符，对mmap映射有没有影响？
答：没有
问：对ptr越界操作会怎样？
答：段错误

4.mmap使用

（1）基本代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, const char* argv[])
{
//打开一个文件
int fd=open("english.txt",O_RDWR);
int len=lseek(fd,0,SEEK_END);
//创建内存映射区
void *ptr=mmap(NULL,len,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
if(ptr==MAP_FAILED)
{
perror("mmap error");
exit(1);
}
printf("%s",(char*)ptr);
//释放内存映射区
munmap(ptr,len);
close(fd);
return 0;
}

运行结果：

wangkai@wangkai-HP-242-G1-Notebook-PC:~/0110/6Day$ ./mmap
sadaskdkasj
sdasdasd
asdasdsadasds
dasdas

（2）使用mmap进行有血缘关系的进程间通信

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>
#include <fcntl.h>
/*
利用mmap进行父子间通信，效率比文件I/O高，
数据不是从磁盘上读，而是从内存上读写
不阻塞，所以读之前一定要写好
*/
int main(int argc, const char* argv[])
{
//打开一个文件
int fd=open("english.txt",O_RDWR);
int len=lseek(fd,0,SEEK_END);
//创建内存映射区
void *ptr=mmap(NULL,len,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
if(ptr==MAP_FAILED)
{
perror("mmap error");
exit(1);
}
close(fd);
//创建子进程
pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
{
perror("fork error");
exit(1);
}
if(pid>0)
{
//写数据
strcpy((char*)ptr,"我是你爸爸");
//回收子进程
wait(NULL);
}
else if(pid==0)
{
//读数据
printf("%s\n",(char*)ptr);
}
printf("%s",(char*)ptr);
//释放内存映射区
munmap(ptr,len);
return 0;
}

（3）创建匿名映射区

int len=4096;
//创建匿名内存映射区，不指定文件
void *ptr=mmap(NULL,len,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED | MAP_ANON,-1,0);

效果和（2）一样。

（4）没有血缘关系的进程间通信

写代码

//mmap_w_ipc.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd = open("temp", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
void* ptr = mmap(NULL, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if(ptr == MAP_FAILED)
{
perror("mmap");
exit(1);
}
while(1)
{
char*p = (char*)ptr;
p += 1024;
strcpy(p, "hello parent, i am your 朋友！！！\n");
sleep(2);
}
// 释放
int ret = munmap(ptr, 8192);
if(ret == -1)
{
perror("munmap");
exit(1);
}
return 0;
}

读代码

//mmap_r_ipc.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd = open("temp", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
ftruncate(fd, 4096);
int len = lseek(fd, 0, SEEK_END);
void* ptr = mmap(NULL, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if(ptr == MAP_FAILED)
{
perror("mmap");
exit(1);
}
while(1)
{
sleep(1);
printf("%s\n", (char*)ptr+1024);
}
// 释放
int ret = munmap(ptr, len);
if(ret == -1)
{
perror("munmap");
exit(1);
}
return 0;
}

小结

1. 进程间通信

a. 有血缘关系的
父子进程共享内存映射区
b. 没有血缘关系的进程间通信
i. 如何通信?
不能使用匿名映射的方式
只能借助磁盘文件创建映射区 - hello
不阻塞
ii. a(a.c) b(b.c)
a.c
int fd = open("hello");
void* ptr = mmap(,,,,,fd, 0);
对映射区进行读写操作

b.c
int fd1 = open("hello");
void* ptr1 = mmap(,,,,fd1, 0);

对映射区做读写操作

2. mmap 实现内存映射

a. 必须有一个文件
b. 文件数据什么时候有用:
i. 单纯文件映射
ii. 进程间通信:
1) 文件数据是没有用的

3. 如果创建匿名映射区

mmap的时候：
第二个参数：指定映射区大小
第四个参数：需要添加MAP_ANON宏
第五个参数：-1

4. 父子进程永远共享的东西？

文件描述符
内存映射区