mmap是linux中提高文件读写效率的一种手段，这里简单整理一下mmap的原理和使用。 高速页缓存 在介绍文件读写之前需要先了解下页缓存的机制，有助于理解文件读写的底层实现。...在linux文件读写中，内核会将文件内容缓存到物理内存中，以页为单位进行映射。...--- mmap内存映射 mmap内存映射机制可以将文件的页缓存直接映射到用户空间进行读写，读写过程就和操作用户空间的内存一样，完美的避开了系统调用的上下文切换和数据拷贝。...在mmap中，无论是文件缓存还是内存映射都是以页为单位的。...具体的实现需要借助memfd_create函数或MAP_ANONYMOUS标志位。
Linux mmap原理 前言 Linux段页式内存管理 mmap mmap内存映射原理 文字概述 mmap函数参数介绍 源码解析 1. 文件映射 2....缺页异常 mmap 和常规文件操作的区别 mmap 使用的细节 小结 ---- 前言 mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数，很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数...，但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的，原理是什么。...本文想要和大家一起来聊聊mmap的原理，本文整体脉络如下: linux段页式内存管理回顾 mmap原理 ---- Linux段页式内存管理 这里的段页式内存管理主要基于linux 0.11进行讲解...mmap的实现不是基于linux 0.11的虚拟内存管理方式，而是更复杂的方式，这里大家需要记住上面标红的那段话。
Linux提供了mmap()函数，用来映射物理内存。...ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0); 通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方...一般来说，子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址，却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。...三 mmap进行内存映射的原理 mmap系统调用的最终目的是将,设备或文件映射到用户进程的虚拟地址空间,实现用户进程对文件的直接读写,这个任务可以分为以下三步: 1.在用户虚拟地址空间中寻找空闲的满足要求的一段连续的虚拟地址空间...(设备驱动完成) 建立文件映射的第二步就是建立虚拟地址和具体的物理地址之间的映射,这是通过修改进程页表来实现的.mmap方法是file_opeartions结构的成员: int (*mmap)(
我们先来看看 mmap() 系统调用的用法吧，mmap() 函数的原型如下： void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int...mmap() 底层原理 在分析 mmap() 系统调用原理之前，首先要知道操作系统的虚拟内存空间与物理内存空间的概念。...在 32位的 Linux 内核中，每个进程都独有 4GB 的虚拟内存空间，但所有进程却共用相同的物理内存空间。...vm_area_struct 结构 在Linux内核中，虚拟内存是用过结构体 vm_area_struct 来管理的，通过 vm_area_struct 结构体可以把虚拟内存划分为多个用途不相同的内存区...一般来说，对映射的内存空间进行读写并不会实时写入到文件中，所以要对内存与文件进行同步时需要调用 msync() 函数来实现。
文章目录 一、mmap 与 mmap2 系统调用 二、Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 一、mmap 与 mmap2 系统调用 ---- mmap 创建 " 内存映射 " 的 系统调用 有...2 种实现 , mmap 和 mmap2 ; 2 者区别是 : mmap 偏移单位是 " 字节 " , mmap2 偏移单位是 " 页 " , 但是在 arm 64 体系架构中 , 没有实现 mmap2..., 只实现了 mmap 系统调用 ; 二、Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 ---- arm64 架构体系中 , 使用 mmap 系统调用 创建 " 内存映射 " , 调用 mmap 系统调用函数..., 执行如下操作 : 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移不是内存页大小的整数倍 , 返回 -EINVAL 错误 ; 如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用...a.fd, a.offset >> PAGE_SHIFT); } 参考路径 : linux-4.12\mm\mmap.c#1534
1.简介 mmap（memory map）即内存映射，用于将一个文件或设备映射到进程的地址空间。...fd, off_t offset); 成功执行时，mmap()返回被映射区的指针。...失败时，munmap返回-1，errno 返回标志和 mmap 一致。 该调用在进程地址空间中解除一个映射关系，addr是调用mmap()时返回的地址，len是映射区的大小。...可以通过调用msync()实现磁盘上文件内容与共享内存区的内容一致。...从而通过各自对映射区域的改动，达到进程间通信和进程间共享的目的。 参考文献 认真分析mmap：是什么为什么怎么用- 胡潇
~/Downloads/research/linux-5.15.4/include/linux/mm_types.h struct page { unsigned long flags;
如果进程使用的内存过大，比如1GB，这样会在页表中占用 1GB / 4KB = 262144个页表项，而系统TLB可以容纳的页表项远小于这个数量。...当多个内存密集型应用访问内存时，会造成过多的TLB未命中，因此在特定情况下会需要减少未命中次数，一个可行的办法就是增大每个页的尺寸。...memory.h> int main(int argc, char *argv[]) { char *m; size_t s = (8UL * 1024 * 1024); m = mmap...\n"); getchar(); munmap(m, s); return 0; } ---- 3.最后的话 大页内存的好处不仅是减少TLB未命中次数，而且大页内存分配的是物理内存，不会被操作系统的内存管理换出到磁盘上...，因此不会出现缺页中断，也就不会引入访问磁盘的时延，另外，大页内存在物理上是连续的，对于大内存访问也有一定的加速效果。
文章目录 一、do_mmap 函数执行流程 二、do_mmap 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍...函数 中 , 核心处理过程就是调用 do_mmap 函数 , 这是 " 内存映射 " 创建的主要函数逻辑 ; 一、do_mmap 函数执行流程 ---- do_mmap 函数 , 主要功能是 创建 "...内存映射 " ; 首先 , 执行 get_unmapped_area 函数 , 获取未被映射的内存区域 , 根据不同的情况 , 如 " 文件映射 " 还是 " 匿名映射 " , 调用对应的 " 分配虚拟地址区间..." 内存映射 " 主要是 do_mmap 函数实现的 , 该函数定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\mmap.c#1320 位置 ; do_mmap 函数源码如下 : /*...(flags & (MAP_POPULATE | MAP_NONBLOCK)) == MAP_POPULATE)) *populate = len; return addr; } 源码路径 : linux
作者：freeboy1015 来源：http://lib.csdn.net/article/linux/62126 一. mmap系统调用 1. mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存..., mode); if(fd<0) ... ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0); 通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方...一般来说，子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址，却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。...三. mmap进行内存映射的原理 mmap系统调用的最终目的是将,设备或文件映射到用户进程的虚拟地址空间,实现用户进程对文件的直接读写,这个任务可以分为以下三步: 1.在用户虚拟地址空间中寻找空闲的满足要求的一段连续的虚拟地址空间...结构的成员: int (*mmap)(struct file *,struct vm_area_struct *); linux有2个方法建立页表: (1) 使用remap_pfn_range一次建立所有页表
Linux下的进程间通信也可以使用mmap的内存共享映射来实现，mmap的作用就是把磁盘文件的一部分直接映射到进程的内存中，那么进程就可以直接对该内存文件进行操作，mmap也设置了两种机制...通过这样的内存共享映射就相当于是进程直接对磁盘中的文件进行读写操作一样，那么如果有两个进程来mmap同一个文件，就实现了进程间的通信。...磁盘中的文件通过mmap函数来实现映射，然后通过munmap函数取消映射。...下面简单实现通过mmap实现的进程间通信，先看以下写操作的代码： #include #include #include #include...由于这只是实现两个进程间的通信，那么对于test文件来说在没有进程运行的时候没有什么作用，所以它可以设置为一个临时文件，所以可以在代码中使用unlink函数，在进程结束以后删除test文件。
()实现，所以建立内存映射的效率很高。...效率 从代码层面上看，从硬盘上将文件读入内存，都要经过文件系统进行数据拷贝，并且数据拷贝操作是由文件系统和硬件驱动实现的，理论上来说，拷贝数据的效率是一样的。...；而mmap()也是系统调用，如前所述，mmap()中没有进行数据拷贝，真正的数据拷贝是在缺页中断处理时进行的，由于mmap()将文件直接映射到用户空间，所以中断处理函数根据这个映射关系，直接将文件从硬盘拷贝到用户空间...图2.read系统调用原理 下面这个程序，通过read和mmap两种方法分别对硬盘上一个名为“mmap_test”的文件进行操作，文件中存有10000个整数，程序两次使用不同的方法将它们读出，加1，再写回硬盘...通过对比可以看出，read消耗的时间将近是mmap的两到三倍。
作者：freeboy1015 来源：http://lib.csdn.net/article/linux/62126 一. mmap系统调用 1. mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存...ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0); 通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方 （2）使用特殊文件提供匿名内存映射...一般来说，子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址，却由父子进程共同维护。 对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。...三. mmap进行内存映射的原理 mmap系统调用的最终目的是将,设备或文件映射到用户进程的虚拟地址空间,实现用户进程对文件的直接读写,这个任务可以分为以下三步: 1.在用户虚拟地址空间中寻找空闲的满足要求的一段连续的虚拟地址空间...结构的成员: int (*mmap)(struct file *,struct vm_area_struct *); linux有2个方法建立页表: (1) 使用remap_pfn_range一次建立所有页表
文章目录 一、vm_mmap_pgoff 函数执行流程 二、vm_mmap_pgoff 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " ,...如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 sys_mmap_pgoff 系统调用函数 中 , 最后调用了 vm_mmap_pgoff 函数..., 继续向下执行 ; 一、vm_mmap_pgoff 函数执行流程 ---- 在 vm_mmap_pgoff 函数中 , 首先 , 以 " 写者 " 身份 , 向 Linux 内核申请 读写 " 信号量...锁定在 虚拟内存 中 , 直接进行处理即可 , 在 物理地址空间 分配 内存页 , 并将 虚拟地址空间 的 内存页 映射到 物理内存页 中 ; 二、vm_mmap_pgoff 函数源码 ---- vm_mmap_pgoff...函数定义在 Linux 内核源码中的 linux-4.12\mm\util.c#296 位置 ; vm_mmap_pgoff 函数源码如下 : unsigned long vm_mmap_pgoff(
命令输出该程序执行mmap之前以及之后的内存使用情况。..., &uf); ... } return ret; } 该方法又调用了do_mmap_pgoff： // include/linux/mm.h...之后，如果我们是想mmap一个file，则调用call_mmap： // include/linux/fs.h static inline int call_mmap(struct file *file...再回到上面的mmap_region方法，如果我们mmap的是一块anonymous的内存区域，则会调用vma_set_anonymous方法： // include/linux/mm.h static...再之后，mmap_region方法会调用vma_link方法将新创建的vma链接到struct mm_struct的mmap字段和mm_rb字段，标识该进程拥有vma表示的这段内存区域。
通过《Linxu进程的内存管理》，我们知道了进程内存的最小单位是vma，根据不同的用处又划分了不同类型的vma，比如 heap: 动态分配和释放的内存 stack: 存放局部变量和实现函数调用 mmap...：文件区间映射到虚拟地址空间的内存映射 text,data,bss 这篇我们就看下进程动态申请的内存，我们知道进程动态申请内存的函数是malloc，这篇讲下其涉及到的vma，即heap和mmap。...malloc 在linux标准libc库种，malloc函数的实现会根据分配内存的size来决定使用哪个分配函数，当size小于等于128KB时，调用brk分配；当size大于128KB时，调用mmap...size可由M_MMAP_THRESHOLD选项调节。如下图： ?...sys_brk分配过过程主要是调整brk位置 sys_mmap分配过程中主要是在堆和栈中间(memory mapping segment)找一段空闲的虚拟内存 ?
是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 sys_mmap_pgoff 系统调用函数 中..., 最后调用了 vm_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 vm_mmap_pgoff 函数 中 , 核心处理过程就是调用 do_mmap 函数 , 这是 " 内存映射 " 创建的主要函数逻辑...4.12\mm\mmap.c#1612 然后 , 检查 申请的 内存空间 , 是否与旧的 虚拟内存空间 有 重叠 , 如果有重叠部分 , 则调用 do_munmap 函数 , 删除内存空间 ; /*..., prev, rb_link, rb_parent); 源码路径 : linux-4.12\mm\mmap.c#1710 vma_set_page_prot(vma); 源码路径 : linux-4.12...\mm\mmap.c#1743 二、mmap_region 函数源码 ---- mmap_region 函数源码 定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\mmap.c#1602 位置
改进的方法就是让程序可以直接读写驱动程序中的buffer，这可以通过mmap实现(memory map)，把内核的buffer映射到用户态，让APP在用户态直接读写。...二级页表地址旺射的最小单位有4K、1K，Linux使用4K。 一级页表项里的内容，决定了它是指向一块物理内存，还是指问二级页表，如下图： ?...APP里调用mmap时，导致的内核相关函数调用过程如下： ?...使用mmap时，需要有cache、buffer的知识。...3.3, 驱动程序要做的事 驱动程序要做的事情有3点： ① 确定物理地址 ② 确定属性：是否使用cache、buffer ③ 建立映射关系 参考Linux源文件，示例代码如下： ?
改进的方法就是让程序可以直接读写驱动程序中的buffer，这可以通过mmap实现(memory map)，把内核的buffer映射到用户态，让APP在用户态直接读写。...二级页表地址旺射的最小单位有4K、1K，Linux使用4K。...3.3, 驱动程序要做的事 驱动程序要做的事情有3点： ① 确定物理地址 ② 确定属性：是否使用cache、buffer ③ 建立映射关系 参考Linux源文件，示例代码如下： 还有一个更简单的函数：...9.4 驱动编程 我们在驱动程序中申请一个8K的buffer，让APP通过mmap能直接访问。...我们应该使用kmalloc或kzalloc，这样得到的内存物理地址是连续的，在mmap时后APP才可以使用同一个基地址去访问这块内存。(如果物理地址不连续，就要执行多次mmap了)。
2.实现原理 mmap 实现内存映射，总的来说分为三个阶段： （1）进程启动映射过程，并在虚拟地址空间中为映射创建虚拟映射区域。 进程在用户空间调用函数 mmap(2)。...MAP_STACK (since Linux 2.6.27) 将映射分配到适合进程或线程的栈空间。该标志目前是无操作的，但在 glibc 线程实现中有使用。...6.FAQ （1）mmap 映射到进程的虚拟地址是一样的吗？ 在 Linux 中，mmap 函数可以用于将一个文件或者其他对象映射到进程的地址空间。...参考文献 mmap(2) - Linux manual page mmap - opengroup.org 认真分析mmap：是什么为什么怎么用- 胡潇 Linux source code (v6.0...Linux的虚拟内存详解（MMU、页表结构） When would you use mmap - Stack Overflow
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