【Linux系统编程】25.mmap、munmap

目录

mmap

参数addr

参数length

参数prot

参数flags

参数fd

参数offset

返回值

保险使用方式

munmap

参数addr

参数length

返回值

测试代码1

测试结果

使用注意事项

测试代码2

测试结果

测试代码3

测试结果

匿名映射

测试代码4

测试结果

mmap

将一个指定文件映射到存储区域中。

man 2 mmap

参数addr

指定映射区的首地址。通常传NULL，让系统自动分配。

参数length

共享内存映射区的大小，小于等于文件的实际大小。

参数prot

共享内存映射区的读写属性，映射区权限。

可传参数：

  • PROT_READ

  • PROT_WRITE

  • PROT_READ|PROT_WRITE

参数flags

标注共享内存的共享属性，标志位参数，常用于设定更新物理区域、设置共享、创建匿名映射区。

可传参数：

  • MAP_SHARED：会将映射区所做的操作反映到物理设备（磁盘）上。

  • MAP_PRIVATE：映射区所做的修改不会反映到物理设备。

参数fd

用于创建共享内容映射区的文件的文件描述符。

参数offset

偏移位置，必须是4k的整数倍。

0：默认值，表示映射文件全部。

返回值

成功：映射区的首地址。

失败：MAP_FAILED。

保险使用方式

fd=open("文件名",O_RDWR);
data=mmap(NULL,有效文件大小,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

munmap

释放映射区。

参数addr

映射区首地址。

参数length

映射区大小。

返回值

成功：0

失败：-1

测试代码1

建立文件映射，读取并写入其他内容。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>int main(int argc, char *argv[])
{int fd, flag;char *data = NULL;char data1[1024];int leng;printf("程序开始运行。\n");printf("开始打开文件。\n");fd = open("temp.txt", O_RDWR);if (fd == -1){perror("打开文件错误");exit(1);}printf("打开文件完成。\n");printf("开始文件映射。\n");leng = lseek(fd, 0, SEEK_END);data = mmap(NULL, leng, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); //全部映射if (data == MAP_FAILED){perror("文件映射错误");exit(1);}printf("文件映射完成。\n");printf("地址是%d。\n", *data);printf("内容是：%s", data);printf("开始写入文件。\n");printf("写入的内容是：hello,world.\n");strcpy(data, "hello,world.\n");printf("写入文件完成。\n");close(fd);return 0;
}

测试结果

映射多大的内存空间，只能写入多大的内存空间。映射后的返回值是文件里的内容。

 

使用注意事项

  1. 用于创建映射区的文件大小为0时，实际指定非0大小创建映射区，报“总线错误”。

  2. 用于创建映射区的文件大小为0时，实际指定0大小创建映射区，报“无效参数”。

  3. 用于创建映射区的文件读写属性为只读时，映射区属性为读、写，报“无效参数”。

  4. 创建映射区需要read权限，当访问权限指定为“共享/MAP_SHARED”时，mmap的读写权限应该小于等于文件的open权限。

  5. 文件描述符fd，在mmap创建映射区完成后即可关闭。后续可以使用地址访问文件。

  6. offset必须是4096的整数倍，因为MMU映射的最小单位为4k。

  7. 对申请的映射区内存，不能越界访问。

  8. munmap用于释放地址，必须是mmap申请返回的地址。

  9. 映射区访问权限为“私有/MAP_PRIVATE”时，对内存所做的所有修改，只在内存有效，不会反应到物理磁盘上。

  10. 映射区访问权限为“私有/MAP_PRIVATE”时，只需要open文件时，有读权限用于创建映射区即可。

测试代码2

父子进程间通过映射区进行通信。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv[])
{int fd, flag;int *di_zhi;pid_t JinCheng_ID;int temp = 100;printf("程序开始运行。\n");printf("开始打开文件。\n");fd = open("temp2.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);if (fd == -1){perror("打开文件错误");exit(1);}printf("打开文件完成。\n");printf("开始文件拓展。\n");ftruncate(fd, 10);printf("文件拓展完成。\n");printf("开始文件映射。\n");di_zhi = (int *)mmap(NULL, 10, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); //全部映射if (di_zhi == MAP_FAILED){perror("文件映射错误");exit(1);}close(fd);printf("文件映射完成。\n");printf("开始创建进程。\n");JinCheng_ID = fork();if (JinCheng_ID == 0) //子进程{*di_zhi = 1000;temp = 200;printf("这是子进程，*di_zhi=%d，temp=%d。\n", *di_zhi, temp);}else if (JinCheng_ID > 0) //父进程{sleep(1);printf("这是父进程，*di_zhi=%d，temp=%d。\n", *di_zhi, temp);wait(NULL);}printf("开始释放映射区。\n");flag = munmap(di_zhi, 10);printf("释放映射区完成。\n");return 0;
}

测试结果

测试代码3

两个毫无关系的进程通过映射区进行通信。

/*
CeShi3_1.c
发送数据的进程
*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>struct XueSheng
{int id;char ming_zi[256];int nian_ling;
};int main(int argc, char *argv[])
{int fd;struct XueSheng xue_sheng = {1, "张三", 20};struct XueSheng *di_zhi;printf("程序开始运行。\n");printf("开始打开文件。\n");fd = open("temp3.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);if (fd == -1){perror("打开文件错误");exit(1);}printf("打开文件完成。\n");printf("开始文件拓展。\n");ftruncate(fd, sizeof(xue_sheng));printf("文件拓展完成。\n");printf("开始文件映射。\n");di_zhi = mmap(NULL, sizeof(xue_sheng), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); //全部映射if (di_zhi == MAP_FAILED){perror("文件映射错误");exit(1);}close(fd);printf("文件映射完成。\n");printf("开始向映射区发送数据。\n");while(1){memcpy(di_zhi,&xue_sheng,sizeof(xue_sheng));printf("发送的数据：id=%d,ming_zi=%s,nian_ling=%d。\n", di_zhi->id, di_zhi->ming_zi, di_zhi->nian_ling);xue_sheng.id++;sleep(1);}printf("开始释放映射区。\n");munmap(di_zhi, sizeof(xue_sheng));printf("释放映射区完成。\n");return 0;
}
/*
CeShi3_2.c
接收数据的进程
*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>struct XueSheng
{int id;char ming_zi[256];int nian_ling;
};int main(int argc, char *argv[])
{int fd;struct XueSheng xue_sheng;struct XueSheng *di_zhi;printf("程序开始运行。\n");printf("开始打开文件。\n");fd = open("temp3.txt", O_RDWR);if (fd == -1){perror("打开文件错误");exit(1);}printf("打开文件完成。\n");printf("开始文件映射。\n");di_zhi = mmap(NULL, sizeof(xue_sheng), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); //全部映射if (di_zhi == MAP_FAILED){perror("文件映射错误");exit(1);}close(fd);printf("文件映射完成。\n");printf("开始向映射区接收数据。\n");while (1){printf("接收的的数据：id=%d,ming_zi=%s,nian_ling=%d。\n", di_zhi->id, di_zhi->ming_zi, di_zhi->nian_ling);sleep(1);}printf("开始释放映射区。\n");munmap(di_zhi, sizeof(xue_sheng));printf("释放映射区完成。\n");return 0;
}

测试结果

匿名映射

只能用于血缘关系进程间的通信。

测试代码4

父子进程间使用匿名映射通信。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv[])
{int flag;int *di_zhi;pid_t JinCheng_ID;int temp = 100;printf("程序开始运行。\n");printf("开始文件映射。\n");di_zhi = (int *)mmap(NULL, 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0); //全部映射if (di_zhi == MAP_FAILED){perror("文件映射错误");exit(1);}printf("文件映射完成。\n");printf("开始创建进程。\n");JinCheng_ID = fork();if (JinCheng_ID == 0) //子进程{*di_zhi = 1000;temp = 200;printf("这是子进程，*di_zhi=%d，temp=%d。\n", *di_zhi, temp);}else if (JinCheng_ID > 0) //父进程{sleep(1);printf("这是父进程，*di_zhi=%d，temp=%d。\n", *di_zhi, temp);wait(NULL);}printf("开始释放映射区。\n");flag = munmap(di_zhi, 10);printf("释放映射区完成。\n");return 0;
}

测试结果

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