Linux系统编程61 高级IO - mmap()内存映射

存储映射IO：

mmap(): 将一块内存或者是某一个文件的存储内容映射到当前进程空间里面来。结果就是我们在当前进程中访问目标空间中的数据。

NAME
       mmap, munmap - map or unmap files or devices into memory

SYNOPSIS
       #include <sys/mman.h>

/* 映射，返回值为映射到的最终地址。
addr: 目标内存空间 放到当前进程空间的起始地址，若为空，则函数自己找可用的位置
length：需要映射目标空间的长度
port : 映射过来的内存属性，即可以对该内存做什么操作，即映射后的操作权限
       		     PROT_EXEC  Pages may be executed.
       PROT_READ  Pages may be read.
       PROT_WRITE Pages may be written.
       PROT_NONE  Pages may not be accessed.
flags ：标记，特殊要求，位图
	必选：
	MAP_SHARED : 进程对进程对映射过来的内存修改，会同步到真实的内存空间。
	MAP_PRIVATE：进程对映射过来的内存修改，只是改动当前进程空间中目标内存空间，不会同步到真实的内存空间
	可选：
	如：MAP_ANONYMOUS 匿名映射，当前映射不依赖于任何文件(fd选项为-1)，类似于 malloc()功能，空间会被初始化为0

fd : 文件描述符，如 需要映射一个文件过来，那么需要先将目标文件打开。
offset ：偏移量
从 fd 文件的 offset偏移量开始映射，映射length长度的空间到当前进程空间的addr地址，空间权限设置为port ，特殊要求是flags 

*/
  void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

/*解除映射
对 addr地址处 映射过来的空间(大小为length) 进行解除映射
如果 mmap()的时候 flags 有MAP_ANONYMOUS 匿名映射要求，则此处munmap() 类似于 free()
*/
int munmap(void *addr, size_t length);

RETURN VALUE

   On success, mmap() returns a pointer to the mapped area.  On error, the value MAP_FAILED (that is, (void *) -1) is returned, and errno is set to indicate the cause of the error.

   On success, munmap() returns 0.  On failure, it returns -1, and errno is set to indicate the cause of the error (probably to EINVAL).

在这里插入图片描述

实验1 ：查看一段内存空间中有多少 ‘a’。用mmap()将目标空间映射过来，并做查找处理。

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

int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd;
	struct stat statres;
	char *str;
	int i,count=0;
	
	if(argc < 2)
	{
		fprintf(stderr,"Usage...\n");
		exit(1);
	}

	fd = open(argv[1],O_RDONLY);
	if(fd < 0)
	{
		perror("open()");
		exit(1);
	}
	

	if(fstat(fd,&statres) < 0)
	{
		perror("fstat()");
		exit(1);
	}
	str = mmap(NULL,statres.st_size,PROT_READ,MAP_SHARED,fd,0);
	if(str == MAP_FAILED)
	{
		perror("mmap()");
		exit(1);
	}

	close(fd);

	for(i = 0; i < statres.st_size; i++)
	{
		if(str[i] == 'a')
			count ++;
	}

	printf("%d\n",count);


	munmap(str,statres.st_size);
}

实验2：父子进程之间的通信，mmap()实现共享内存。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>

#define MEMSIZE 1024	

int main(int argc,char *argv[])
{
	char *ptr;
	pid_t pid;		

//不依赖于任何文件fd, 相当于 malloc()一段空间后映射过来，不依赖任何文件 所以fd==-1
	ptr = mmap(NULL,MEMSIZE,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS,-1,0);
	if(ptr == MAP_FAILED)
	{
		perror("mmap()");
		exit(1);
	}


	pid = fork();//先mmap  后fork
	if(pid < 0)
	{
		perror("fork()");
		munmap(ptr,MEMSIZE);
		exit(1);
	}

	if(pid == 0) //Child write 
	{
		strcpy(ptr,"Hello!");
		munmap(ptr,MEMSIZE);
		exit(0);
	}
	else //Parent read
	{
		wait(NULL);
		puts(ptr);//puts()将字符串s和末尾的换行符写入标准输出。
		munmap(ptr,MEMSIZE);
		exit(0);
	}


}

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