内存映射文件系统调用--linux

Question

当我们将文件映射到内存时，需要进行系统调用。对文件的后续访问是否需要系统调用，还是映射到内存中实际页面缓存的进程的虚拟内存页？

更新： 我还想知道的是，如果多个进程通过mmap访问同一个文件。他们将访问相同的物理内存部分写。

Answer 1

当您映射文件时，Linux会在MMU（内存管理单元）中创建条目。 MMU监视CPU对真实RAM的所有读写操作。这样，它就知道您何时访问mmap()返回的内存部分。读取尚未存在于实际RAM中的部分将导致页面错误。 MMU将捕获它们并调用内核例程将文件的正确部分加载到某个RAM的RAM中，然后它将更新MMU表中的条目，这样看起来数据现在位于mmap()的地址给你。事实上，它将在其他地方，但MMU将使这完全透明。

当您写入内存时，MMU会将修改后的页面标记为“脏”。当它们被刷新时（因为您访问了更多文件或因为您调用了munmap()），所以更改将被写入磁盘。

因此，每次发生页面错误和脏页面刷新时，都会发生系统调用。但由于页面为4或8KB，因此很少发生。此外，内核将一次加载多个页面，因此系统调用次数再次减少。最后，相同的代码用于实现交换，因此它非常优化。

所有这些效果使mmap如此高效。

Answer 2

无需额外的系统调用 （按您的流程） ，您只需像常规内存一样访问它。完成该文件后，只需致电munmap。

  

返回值

     

成功时，mmap()   返回指向映射区域的指针。   出错时，值为MAP_FAILED（即   是，（void *） - 1）返回，和   errno设置得恰当。上   成功，munmap()返回0，开启   失败-1，并设置errno（可能   到EINVAL）。

See the man page here for details

编辑澄清：

我说该函数将文件映射到调用进程的内存空间，并返回指向内存块开头的指针。

例如，如果您有两个不同的进程使用MAP_SHARED标志映射相同的文件，则每个进程将访问相同的物理内存，但该内存可能映射到每个进程的虚拟内存中的不同位置空间，即mmap在每个进程的虚拟内存空间中返回的指针可能不相等。

这提出了这样的观点：如果你需要在共享内存块中存储指针，那么这些指针只有在相对于块/文件的开头存储为偏移量时才有用，并且它们只能够有用地指向块/文件内部的位置。