Linux进程间通信 -- mmap函数的使用

向右看齐 2022-08-20 06:29 188阅读 0赞

## mmap/munmap函数 ##

函数原型

#include <sys/mman.h>
    
    void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
    int munmap(void *addr, size_t length);

**函数功能**  
mmap可以把磁盘文件的一部分直接映射到内存，这样文件中的位置直接就有对应的内存 地址，对文件的读写可以直接用指针来做而不需要read/write函数。

munmap()用来取消参数start所指的映射内存起始地址，参数length则是欲取消的内存大小。当进程结束或利用exec相关函数来执行其他程序时，映射内存会自动解除，但关闭对应的文件描述符时不会解除映射。

**mmap参数说明**

*  `addr`  
    mmap函数中如果`addr`参数为NULL，内核会自己在进程地址空间中选择合适的地址建立映射。如果addr不是NULL，则给内核一个提示，应该从什么地址开始映射，内核会选择addr之上的某个合适的地址开始映射。建立映射后，真正的映射首地址通过返回值可以得到。
 *  `len`  
    len参数是需 要映射的那一部分文件的长度。
 *  `off`  
    off参数是从文件的什么位置开始映射，必须是页大小的整数倍（在32位体系统结构上通常是4K）。
 *  `filedes`  
    `filedes`是代表该文件的描述符。
 *  `prot`  
    `prot`参数有四种取值：  
    `PROT_EXEC`表示映射的这一段可执行，例如映射共享库  
    `PROT_READ`表示映射的这一段可读  
    `PROT_WRITE`表示映射的这一段可写  
    `PROT_NONE`表示映射的这一段不可访问
 *  `flag`  
    flag参数有很多种取值，常用的两种如下，其它取值可查看mmap(2)：
    
    `MAP_SHARED`多个进程对同一个文件的映射是共享的，一个进程对映射的内存做了修 改，另一个进程也会看到这种变化。
    
    `MAP_PRIVATE`多个进程对同一个文件的映射不是共享的，一个进程对映射的内存做了修改，另一个进程并不会看到这种变化，也不会真的写到文件中去。

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**函数返回值**  
如果`mmap`成功则返回映射首地址，如果出错则返回常数`MAP_FAILED`。

当进程终止时，该进程的映射内存会自动解除，也可以调用`munmap`解除映射。  
`munmap`成功返回0，出错返回-1。

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`mmap`操作修改hello文件：

yu@ubuntu:~/Linux/211$ vi hello
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ cat hello
    hello
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ od -tx1 -tc hello
    0000000  68  65  6c  6c  6f  0a
              h   e   l   l   o  \n
    0000006

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mmap.c源码：

/*mmap.c*/
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        int *p;
        int fd = open("hello", O_RDWR);
        if(fd < 0){
            perror("open hello");
            exit(1);
        }
        /* 将文件映射至进程的地址空间 */
        p = mmap(NULL, 6, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
        if(p == MAP_FAILED){
            perror("mmap");
            exit(1);
        }
        /* 映射完后, 关闭文件也可以操纵内存 */ 
        close(fd);
        printf("%c\n", p[0]);
        p[0] = 'A';
        p[1] = '\0';
        printf("%c\n", p[0]);
        munmap(p, 6);
    
        return 0;
    }

编译及执行测试：

yu@ubuntu:~/Linux/211$ vi hello
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ cat hello
    hello
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ gcc mmap.c
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ ./a.out
    h
    A
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ cat hello
    A
    yu@ubuntu:~/Linux/211$ od -tx1 -tc hello
    0000000  41  00  00  00  00  00  0a
              A  \0  \0  \0  \0  \0  \n
    0000007

如上所示，成功修改了hello文件。

注意事项：  
\* 用于进程间通信时，一般设计成结构体，来传输通信的数据  
\* 进程间通信的文件，应该设计成临时文件  
\* 当报总线错误时，优先查看共享文件是否有存储空间

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具体通信案例请见（Linux进程共享通信 – mmap实现）：  
[http://blog.csdn.net/y396397735/article/details/50651633][http_blog.csdn.net_y396397735_article_details_50651633]

[http_blog.csdn.net_y396397735_article_details_50651633]: http://blog.csdn.net/y396397735/article/details/50651633