剖析mmap

mmap定义为:Linux通过将一个虚拟内存区域与一个磁盘上的对象(object)关联起来,以初始化这个虚拟内存区域的内容,这个过程称为内存映射

1.mmap在进程虚拟内存做了什么

假设我们mmap的文件是FileA,在调用mmap之后,会在进程的虚拟内存分配地址空间,创建映射关系。这里值得注意的是,mmap只是在虚拟内存分配了地址空间

假设上述的FileA是2G大小,在进程中分配的空间就是2G。

2.mmap在物理内存做了什么

在Linux中,VM系统通过将虚拟内存分割为称作虚拟页(Virtual Page,VP)大小固定的块来处理磁盘(较低层)与上层数据的传输,一般情况下,每个页的大小默认是4096字节。同样的,物理内存也被分割为物理页(Physical Page,PP),也为4096字节。上述例子,在mmap之后,如下图:

在mmap之后,并没有在将文件内容加载到物理页上,只在虚拟内存中分配了地址空间。当进程在访问这段地址时(通过mmap在写入或读取时FileA),若虚拟内存对应的page没有在物理内存中缓存,则产生"缺页",由内核的缺页异常处理程序处理,将文件对应内容,以页为单位(4096)加载到物理内存,注意是只加载缺页,但也会受操作系统一些调度策略影响,加载的比所需的多,这里就不展开了。

(PS: 再具体一些,进程在访问7f35eea8d000这个进程虚拟地址时,MMU通过查找页表,发现对应内容未缓存在物理内存中,则产生"缺页")

缺页处理后,如下图:

原文地址:

https://www.jianshu.com/p/eece39beee20

https://blog.csdn.net/chdhust/article/details/8159397

 mmap设备方法实现将用户空间的一段内存关联到设备内存上,对用户空间的读写就相当于对字符设备的读写;不是所有的设备都能进行mmap抽象

由于应用程序不能直接操作设备硬件地址,所以操作系统提供了这样的一种机制——内存映射,把设备地址映射到进程虚拟地址,mmap就是实现内存映射的接口。

mmap的好处是,mmap把设备内存映射到虚拟内存,则用户操作虚拟内存相当于直接操作设备了,省去了用户空间到内核空间的复制过程,相对IO操作来说,增加了数据的吞吐量。

这里说的映射,是一个很悬的东西,那它在程序中的表现是什么呢?——页表,没错,就是页表,映射就是要建立页表。进程地址空间就可以通过页表(软件)和MMU(硬件)映射到设备地址上了

原文地址:https://www.cnblogs.com/yangxingsha/p/11452772.html