函数mmap()的使用

函数mmap是linux的一个系统函数。如下：

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

配套函数原型：int munmap(void *addr, size_t length);

头文件：#include <sys/mman.h>

返回值：成功返回创建的映射区的首地址；失败返回宏MAP_FAILED。

参数介绍：

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。

返回值：成功：0； 失败：-1

接下来来使用mamp函数创建一个映射区：代码如下

#include
<stdio.h>

#include
<stdlib.h>

#include
<sys/mman.h>

#include
<sys/types.h>

#include
<unistd.h>

#include
<sys/stat.h>

#include
<fcntl.h>

#include
<string.h>

 

void sys_err(char
p[])//处理错误

{

    perror(p);

    exit(1);

}

int main()

{

    int o_ret = open("my_mmap.txt", O_CREAT | O_RDWR, 0644);//创建一个新文件

    if (-1 == o_ret) //错误检查是一个很好的习惯

    {

        sys_err("open ");

    }

 

    int f_ret = ftruncate(o_ret, 512);//在此文件大小的基础上扩展512字节大小，即文件现有大小为512字节（是个好函数，该记着。）

    if (-1 == f_ret)//成功返回0

    {

        sys_err("ftruncate ");

    }

 

    //———————————————————————————————————————————

    struct
stat statbuf;

    int s_ret = stat("my_mmap.txt", &statbuf);

    if (-1 == s_ret)

    {

        sys_err("stat ");

    }

    //———————————————————————————————————————————

    /*

    上面这段代码是我用来获取文件大小的方法，并没有一个系统函数能够直接获取文件的大小。所以我利用stat结构体存储文件的相关信息，然后获取到文件的大小：statbuf.st_size

    */

    char *const address = (char *)mmap(NULL, statbuf.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, o_ret, 0);

    //这里注意，我写的是char *const address这保证了address的值不变。

    if (MAP_FAILED == address)//若是mmap函数调用失败

    {

        sys_err("mmap ");

    }

    strcpy(address, "hallo, mmap");//能做这个操作是有先决条件的：映射区拥有写权限。

    int c_ret = close(o_ret);

    if (-1 == c_ret)

    {

        sys_err("close ");

    }

 

    int mun_ret = munmap(address, statbuf.st_size);//释放掉映射区。

    if (-1 == mun_ret)

    {

        sys_err("munmap ");

    }

 

    //printf("hello from mmap_test!\n");

    return 0;

}

很简单，这段代码编译之后就可以良好的运行下去。现在，我们来思考几个问题：

可以open的时候O_CREAT一个新文件来创建映射区吗?

如果open时O_RDONLY, mmap时PROT参数指定PROT_READ|PROT_WRITE会怎样？

文件描述符先关闭，对mmap映射有没有影响？

若是length参数大于文件的大小会怎样？

对mmap函数的返回值进行越界操作（++，–）会怎样？

如果文件偏移量为1000会怎样？

如果不检测mmap的返回值，会怎样？

答案：

可以，只要是正确的文件描述符传递给mmap都行

O_RDONLY代表只读，PROT_READ|PROT_WRITE代表读写，通过测试，我们就知道这是不行的，文件的权限代表着能对文件执行的操作；这里有一个结论：当第四个参数为MAP_SHARED时，映射区的权限应小于等于文件打开的权限。这样做的原因是出于对映射区的保护。而当第四个参数为MAP_PRIVATE时，就无所谓了，因为mmap中的权限时对内存的限制（映射区时在缓存区中创建的，缓存区是由内核管理调动的，不属于内存区域）。

只要mmap调用成功，文件就可以立即关闭，映射区的释放、操作与文件的关闭无关，因为映射区创建成功后时通过另一种方式（指针）来管理的。

注意：当用于创建映射区的文件大小为0时，不能创建映射区，会提示总线错误。所以：用于创建映射区的文件必须有实际的文件大小，并且创建的映射区大小不能超过文件大小。当出现总线错误的时候，多半是由于共享文件储存空间大小不正确引起的。

会造成调用munmap函数失败，不能释放映射区。所以推荐使用const关键字限定指针的值。

会出错，前面说过，文件的偏移量必须是4096（4k）的整数倍。

会死的很难看，因为使用mmap函数出错的几率很高。

在补充一下：

p = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_ANON, -1, 0);看到标颜色的字词了吗？其中MAP_ANON是MAP_ANONYMOUS（MAP_ANONYMOUS //匿名映射，映射区不与任何文件关联。）的别称，不再被使用。因为我们创建一个匿名映射，所以我们不需要传递文件描述符。