mmap 机制

发布网友发布时间：2024-10-19 05:29

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热心网友时间：2024-10-29 23:30

Linux的mmap机制是一种高效内存映射文件的技术，它将文件或对象映射到进程的地址空间，形成文件磁盘地址与进程虚拟地址的直接对应关系。通过这种方式，进程能像操作内存一样处理文件，而系统会自动管理脏页面的回写，无需频繁调用系统调用。同时，内核对映射区域的修改会同步到用户空间，支持进程间的文件共享。

在Linux内存管理中，进程和内存空间通过task_struct和mm_struct结构体进行抽象。task_struct中包含mm指针，指向进程各自的mm_struct，每个进程拥有独立的内存空间。mm_struct则包含vm_area_struct的管理结构，当内存空间多时，使用红黑树，少时用链表。mm_struct还管理着进程的内存分配、搜索、解锁等功能，如线性区的管理、页表目录、引用计数等。

vm_area_struct用于描述内存区域，特别是在有后备文件的映射时，通过优先查找树结构加速与文件的关系定位。此外，Linux的内存映射通过C标准库的mmap函数实现，用户程序可以通过这个接口建立文件地址空间与虚拟内存区域的映射。内存管理上，Linux采用页式管理，虚拟地址通过页表转换为物理地址。

总结mmap内存映射，它涉及进程、内存空间和文件映射，其操作过程可以分为创建映射、维护映射关系和管理映射状态三个阶段。mmap功能多样，支持有后备文件的私有和共享映射，以及匿名文件的映射，总共可以创建四种类型的映射。