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Linux 中的 mmap 内存映射

Linux 中的 mmap 是啥？​

在 Linux 中，mmap（memory map）是一种内存映射的机制，它允许将一个文件或者其他设备映射到进程的虚拟地址空间中，使得进程可以通过读写内存的方式来访问这些文件或设备。

通过使用 mmap，可以将文件或设备的内容映射到进程的地址空间中的某个区域，这个区域可以被当作普通的内存进行访问。当映射建立后，进程就可以直接读写这个区域的内容，就好像在读写内存一样，而无需通过常规的文件读写函数来操作文件。

mmap 函数的原型如下：

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

参数说明：

  • addr：指定映射区域的起始地址，通常设置为0，表示由系统自动选择合适的地址。
  • length：映射区域的长度，以字节为单位。可以是文件的长度或设备的大小。
  • prot：设置映射区域的保护属性，即内存的访问权限，可以是以下几种组合：
    • PROT_READ：可读
    • PROT_WRITE：可写
    • PROT_EXEC：可执行
    • PROT_NONE：无权限
  • flags：设置映射区域的特性，可以是以下几种组合：
    • MAP_SHARED：映射区域与文件共享，对映射区域的修改会反映到文件中。
    • MAP_PRIVATE：映射区域是私有的，对映射区域的修改不会影响到文件。
    • MAP_FIXED：映射区域的起始地址由addr指定，如果无法使用指定地址，会返回错误。
  • fd：文件描述符，指定要映射的文件。如果不需要映射文件，可以设置为-1。
  • offset：文件的偏移量，指定映射的起始位置。

调用 mmap 函数成功后，会返回映射区域的起始地址，通过这个地址就可以访问映射的文件或设备了。当不再需要映射时，可以使用 munmap 函数取消映射。

mmap 在 Linux 中有广泛的应用，可以用于实现文件的内存映射、共享内存、匿名内存映射等。它提供了一种高效、灵活的方式来处理大型文件和设备数据。

在 Golang 中使用 mmap​

在 Golang 中，可以使用 syscall 包中的 Mmap 和 Munmap 方法来实现内存映射：

// 打开文件
file, err := os.Open("data.bin")
if err != nil {
    panic(err)
}
defer file.Close()

// 映射文件到内存
data, err := syscall.Mmap(int(file.Fd()), 0, 4096, syscall.PROT_READ, syscall.MAP_PRIVATE)
if err != nil {
    panic(err)
}

// 操作数据
fmt.Println(string(data))

// 卸载内存映射
err = syscall.Munmap(data)
if err != nil {
    panic(err)
}

上述代码中，首先打开文件并使用 syscall.Mmap 方法将文件映射到内存中，然后可以直接在内存中操作数据，最后使用 syscall.Munmap 方法卸载内存映射。