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存储映射I/O 存储映射I/O (Memory-mapped I/O) 使一个磁盘文件与存储空间中的一个缓冲区相映射。于是当从缓冲区中取数据，就相当于读文件中的相应字节。于此类似，将数据存入缓冲区，则相应的字节就自动写入文件。这样，就可在不适用read和write函数的情况下，使用地址（指针）完成I/O操作。 使用这种方法，首先应通知内核，将一个指定文件映射到存储区域中。这个映射工作可以通过mmap函数来实现。mmap函数void *mmap(void *adrr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); 返回：成功：返回创建的映射区首地址；失败：MAP_FAILED宏参数： addr: 建立映射区的首地址，由Linux内核指定。使用时，直接传递NULL length： 欲创建映射区的大小 prot： 映射区权限PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE flags： 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) 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。 fd： 用来建立映射区的文件描述符 offset： 映射文件的偏移(4k的整数倍) munmap函数 同malloc函数申请内存空间类似的，mmap建立的映射区在使用结束后也应调用类似free的函数来释放。int munmap(void *addr, size_t length); 成功：0； 失败：-1 借鉴malloc和free函数原型，尝试装自定义函数smalloc，sfree来完成映射区的建立和释放。思考函数接口该如何设计？ mmap注意事项【mmap.c】#include#include #include #include #include #include int main(){ int fd = open("test.txt",O_RDWR); if(fd == -1) { perror("open err:"); exit(1); } char *p = mmap(NULL,4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0); if(p == MAP_FAILED) { perror("mamp err:"); exit(1); } strcpy(p,"1111"); close(fd); munmap(p,4); return 0;}思考：1. 可以open的时候O_CREAT一个新文件来创建映射区吗?答: 不能，因为新创建的文件大小为0，mmap会失败，可以用ftruncate处理下，用0x00填充下新文件后再mmap2. 如果在shared模式映射，open时O_RDONLY, mmap时PROT参数指定PROT_READ|PROT_WRITE会怎样？答：会出现permission deny3. 文件描述符先关闭，对mmap映射有没有影响？答：无4. 如果文件偏移量为1000会怎样？答：必须为4096（4k）的倍数5. 对mem越界操作会怎样？答：会对源文件造成影响，覆盖未映射的部分或写入不完全6. 如果mem++，munmap可否成功？答：munmap会报错7. mmap什么情况下会调用失败？8. 如果不检测mmap的返回值，会怎样？总结：使用mmap时务必注意以下事项：创建映射区的过程中，隐含着一次对映射文件的读操作。当MAP_SHARED时，要求：mmap映射区的权限应 <= 文件打开的权限(出于对映射区的保护)。而MAP_PRIVATE则无所谓，因为mmap中的权限是对内存的限制。映射区的释放与文件关闭无关。只要映射建立成功，文件可以立即关闭。特别注意，当映射文件大小为0时，不能创建映射区。所以：用于映射的文件必须要有实际大小！！ mmap使用时常常会出现总线错误，通常是由于共享文件存储空间大小引起的，可以使用ftruncate操作一下新文件，在mmap。munmap传入的地址一定是mmap的返回地址。坚决杜绝指针++操作。文件偏移量offset必须为4K的整数倍（stat的块大小有关）mmap创建映射区出错概率非常高，一定要检查返回值，确保映射区建立成功再进行后续操作。mmap匿名映射 通过使用我们发现，使用映射区来完成文件读写操作十分方便，父子进程间通信也较容易。但缺陷是，每次创建映射区一定要依赖一个文件才能实现。通常为了建立映射区要open一个temp文件，创建好了再unlink、close掉，比较麻烦。 可以直接使用匿名映射来代替。其实Linux系统给我们提供了创建匿名映射区的方法，无需依赖一个文件即可创建映射区。同样需要借助标志位参数flags来指定。使用MAP_ANONYMOUS (或MAP_ANON)， 如: int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0); "4"随意举例，该位置表大小，可依实际需要填写。 需注意的是，MAP_ANONYMOUS和MAP_ANON这两个宏是Linux操作系统特有的宏。在类Unix系统中如无该宏定义，可使用如下两步来完成匿名映射区的建立。 ① fd = open("/dev/zero", O_RDWR); ② p = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MMAP_SHARED, fd, 0); mmap无血缘关系进程间通信实质上mmap是内核借助文件帮我们创建了一个映射区，多个进程之间利用该映射区完成数据传递。由于内核空间多进程共享，因此无血缘关系的进程间也可以使用mmap来完成通信。只要设置相应的标志位参数flags即可。若想实现共享，当然应该使用MAP_SHARED了。
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