11.4.2 内存映射的相关接口

mmap函数的接口定义如下：

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

这个函数的参数比较多。

其中fd、offset和length这三个参数指定了内存映射的源，即将fd对应的文件，从offset位置起，将长度为length的内容映射到进程的地址空间。

对于文件映射，调用mmap之前需要调用open取到对应文件的文件描述符。

参数使用：

第一个参数addr用于指定将文件对应的内容映射到进程地址空间的起始地址。一般来讲为了可移植性，该参数总是指定为NULL，表示交给内核去选择合适的位置。

第三个参数prot用于设置对内存映射区域的保护，它的合法值及其含义如表11-8所示。

表11-8 mmap调用中prot的合法值及其含义

flags参数用于指定内存映射是共享映射还是私有映射，也用于指定内存映射是文件映射还是匿名映射。flags可选的标志位及含义如表11-9所示。

表11-9 mmap调用中flags可选的标志位及含义

其中调用mmap函数时，MAP_SHARED和MAP_PRIVATE标志位，两者必须指定一个。

flags中另一个可选的标志位是MAP_FIXED。如果指定了该标志位，那么表示函数调用者铁了心地要把内容映射到对应的地址上。这种情况下，addr一般要求按页对齐。如果内核无法映射文件到该指定位置，则调用失败。如果地址和长度指定的内存区域和已有映射有重叠部分，那么重叠区的原始内容将被丢弃，然后填入新的内容。使用该选项需要非常了解进程的地址空间，否则不建议使用。

需要注意的是mmap系统调用的操作单元是页。

参数addr和offset都必须按页对齐，即必须是页面大小的整数倍。

在Linux下，页面大小是4096字节，该值可以通过getconf命令来获取到：

getconf PAGESIZE

4096

对于编程接口，Linux提供了sysconf函数来获取到相关配置项的值：

long sysconf(int name);

对于获取页面大小而言，可以通过如下代码获取到页面的大小：long pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);

在进程的地址空间里，映射区域总是页面的整数倍。但是有些时候，mmap传递的length值并非页面的整数倍，比如文件映射时，文件的大小或要映射进内存的区域并非页面的整数倍，这时候，mmap会按照页面的大小向上取整，多出来的内存区域（最后一个有效字节到映射区域边界）会填充0。

当mmap调用成功时，则返回映射区域的起始地址，如果失败，则返回MAP_FAILED，并置errno。

如果不再需要对应的内存映射了，可以调用munmap函数，解除该内存映射：

int munmap(void *addr, size_t length);

其中addr是mmap返回的内存映射的起始地址，length是内存映射区域的大小。

执行过munmap后，如果继续访问内存映射范围内的地址，那么进程会收到SIGSEGV信号，引发段错误。

需要注意的是，关闭对应文件的文件描述符并不会引发munmap。

如果创建内存映射时flags中带上了MAP_PRIVATE标志位，那么解除该内存映射时，调用进程对内存映射的所有改动都会被丢弃。

介绍完基本接口，下面将分别介绍4种不同的映射，以及它们的应用场景。

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