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linux c 内存映像操作系统

文章作者:操作系统 上传时间:2019-05-14

创建内存映射:

UNIX网络编程第二卷进程间通信对mmap函数进行了说明。该函数主要用途有三个:
1、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时使用,这样用内存读写取代I/O读写,以获得较高的性能;
2、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;
3、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中。

#include<sys/types.h>

#include<sys/mman.h>

void *mmap(void *start,size_t length,intport,int flag,int fd,off_t offset)

                                start为指针通常设为NULL,表示映射内存有系统决定。因为指定内存会经常出错。

函数:void *mmap(void *start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offsize);

length为内存映像占用的内存空间大小。以字节为单位。 port表示内存映像的安全性。 PROT_EXEC表示被映像内存可能有机器码,可执行。 PORT_NONE表示被映像内存不能被访问。 PORT_READ表示被映像内存可读 PORT_WRITE表示被映像内存可写

参数start:指向欲映射的内存起始地址,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。

flag内存映像标志: MAP_FIXED表示如果无法从start地址建立内存映像,则出错返回。 MAP_PRIVATE表示对内存映像进行的改动不反映到外存文件中。 MAP_SHARED表示对内存映像进行的改动反映到外存文件中。 fd文件描述符 offset表示所映像的内容距文件头的距离。

参数length:代表将文件中多大的部分映射到内存。

撤销内存映射:

参数prot:映射区域的保护方式。可以为以下几种方式的组合:
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

#include<sys/types.h>

#include<sys/mman.h>

int munmap(void *start,size_t length);

                                改变内存属性:

参数flags:影响映射区域的各种特性。在调用mmap()时必须要指定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。通常不鼓励用此旗标。
MAP_SHARED对映射区域的写入数据会复制回文件内,而且允许其他映射该文件的进程共享。
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“写入时复制”(copy on write)对此区域作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)。

修改保护值:

参数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。

int protect(const void *addr,size_tlength,int prot);

                                flg用于设置是否在需要移动内存镜像时移动该镜像。如:MRMAP_MAYMOVE

参数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。

调用成功返回新的起始地址,失败返回-1

返回值:

程序如下:

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。

 #include <stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/mman.h>

int main()
{
    int fd;
    char *start;
    char buf[100];

    /*打开文件*/
    fd = open("testfile",O_RDWR);

    start=mmap(NULL,lseek(fd,0,SEEK_END),PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);

    /* 读出数据 */
    strcpy(buf,start);
    printf("mmap = %sn",buf);    

    /* 写入数据 */
    strcpy(start,"Buf Is Not Null!");
    printf("mmap:%s",start);

    munmap(start,100); /*解除映射*/
    close(fd);  

    return 0;    
}

错误代码:

EBADF 参数fd 不是有效的文件描述词
EACCES 存取权限有误。如果是MAP_PRIVATE 情况下文件必须可读,使用MAP_SHARED则要有PROT_WRITE以及该文件要能写入。
EINVAL 参数start、length 或offset有一个不合法。
EAGAIN 文件被锁住,或是有太多内存被锁住。
ENOMEM 内存不足。

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:

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关键词: linux 内存映像 内存管理 c 经验积累