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深入解析:用户态内存映射函数Mmap的优势与应用

发布时间:2024-09-19浏览:81

大家好,今天来为大家解答深入解析:用户态内存映射函数Mmap的优势与应用这个问题的一些问题点,包括也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~

用户态内存映射函数 mmap,包括用它来做匿名映射和文件映射。

用户态的页表结构,存储位置在 mm_struct 中。

在用户态访问没有映射的内存会引发缺页异常,分配物理页表、补齐页表。如果是匿名映射则分配物理内存;如果是 swap,则将 swap 文件读入;如果是文件映射,则将文件读入。

mmap 的原理

在虚拟地址空间那一节,我们知道,每一个进程都有一个列表 **vm_area_struct**,指向虚拟地址空间的不同的内存块,这个变量的名字叫mmap。

struct mm_struct { struct vm_area_struct *mmap; /* list of VMAs */......}struct vm_area_struct { /* * For areas with an address space and backing store, * linkage into the address_space->i_mmap interval tree. */ struct { struct rb_node rb; unsigned long rb_subtree_last; } shared; /* * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma * list, after a COW of one of the file pages. A MAP_SHARED vma * can only be in the i_mmap tree. An anonymous MAP_PRIVATE, stack * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list. */ struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_sem & * page_table_lock */ struct anon_vma *anon_vma; /* Serialized by page_table_lock */ /* Function pointers to deal with this struct. */ const struct vm_operations_struct *vm_ops; /* Information about our backing store: */ unsigned long vm_pgoff; /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE units */ struct file * vm_file; /* File we map to (can be NULL). */ void * vm_private_data; /* was vm_pte (shared mem) */

其实内存映射不仅仅是物理内存和虚拟内存之间的映射,还包括将文件中的内容映射到虚拟内存空间。这个时候,内存空间就能够访问到文件里面的数据。而仅有物理内存和虚拟内存的映射,是一种特殊情况。

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前面咱们讲对的时候讲过,如果我们要申请小块内存,就用 brk。brk 函数之前已经解析过了,这里就不多说了。如果申请一大块内存,就可以用 mmap。对于对方的申请来讲,mmap 是映射内存空间到物理内存。

另外,如果一个进程想映射一个文件到自己的虚拟内存空间,也要通过 mmap 系统调用。这个时候 mmap 是映射内存空间到物理内存再到文件。可见 mmap 这个系统调用是核心,我们现在来看 mmap 这个系统调用。

SYSCALL_DEFINE6(mmap, unsigned long, addr, unsigned long, len, unsigned long, prot, unsigned long, flags, unsigned long, fd, unsigned long, off){...... error = sys_mmap_pgoff(addr, len, prot, flags, fd, off >>PAGE_SHIFT);......}SYSCALL_DEFINE6(mmap_pgoff, unsigned long, addr, unsigned long, len, unsigned long, prot, unsigned long, flags, unsigned long, fd, unsigned long, pgoff){ struct file *file = NULL;...... file = fget(fd);...... retval = vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flags, pgoff); return retval;}

如果要映射到文件,fd 会传进来一个文件描述符,并且 mmap_pgoff 里面通过 fget 函数,根据文件描述符获得的 struct file。struct file 表示打开的一个文件。

接下来的调用链是 vm_mmap_pgoff->do_mmap_pgoff->do_mmap。这里面主要干了两件事情:

调用 get_unmapped_area 找到一个没有映射的区域;

调用 mmap_region 映射这个区域。

我们先来看 get_unmapped_area 函数。

unsigned longget_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr, unsigned long len, unsigned long pgoff, unsigned long flags){ unsigned long (*get_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);...... get_area = current->mm->get_unmapped_area; if (file) { if (file->f_op->get_unmapped_area) get_area = file->f_op->get_unmapped_area; } ......}

这里面如果是匿名映射,则调用 mm_struct 里面的 get_unmapped_area 函数。这个函数其实是 arch_get_unmapped_area。它会调用 find_vma_prev,在表示虚拟内存区域的 vm_area_struct 红黑树上找到相应的位置。之所以叫 prev,是说这个时候虚拟内存区域还没有建立,找到前一个 vm_area_struct。

如果不是匿名映射,而是映射到一个文件,这样在 Linux 里面,每个打开的文件都有一个 struct file 结构,里面有一个 file_operations,用来表示和这个文件相关的操作。如果是我们熟知的 ext4 文件系统,调用的是 thp_get_unmapped_area。如果我们仔细看这个函数,最终还是调用 mm_struct 里面的 get_unmapped_area 函数。殊途同归。

const struct file_operations ext4_file_operations = {...... .mmap = ext4_file_mmap .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,};unsigned long __thp_get_unmapped_area(struct file *filp, unsigned long len, loff_t off, unsigned long flags, unsigned long size){ unsigned long addr; loff_t off_end = off + len; loff_t off_align = round_up(off, size); unsigned long len_pad; len_pad = len + size;...... addr = current->mm->get_unmapped_area(filp, 0, len_pad, off >>PAGE_SHIFT, flags); addr += (off - addr) & (size - 1); return addr;}

我们再来看 mmap_region,看它如何映射这个虚拟内存区域。

unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr, unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, struct list_head *uf){ struct mm_struct *mm = current->mm; struct vm_area_struct *vma, *prev; struct rb_node **rb_link, *rb_parent; /* * Can we just expand an old mapping? */ vma = vma_merge(mm, prev, addr, addr + len, vm_flags, NULL, file, pgoff, NULL, NULL_VM_UFFD_CTX); if (vma) goto out; /* * Determine the object being mapped and call the appropriate * specific mapper. the address has already been validated, but * not unmapped, but the maps are removed from the list. */ vma = kmem_cache_zalloc(vm_area_cachep, GFP_KERNEL); if (!vma) { error = -ENOMEM; goto unacct_error; } vma->vm_mm = mm; vma->vm_start = addr; vma->vm_end = addr + len; vma->vm_flags = vm_flags; vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vm_flags); vma->vm_pgoff = pgoff; INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain); if (file) { vma->vm_file = get_file(file); error = call_mmap(file, vma); addr = vma->vm_start; vm_flags = vma->vm_flags; } ...... vma_link(mm, vma, prev, rb_link, rb_parent); return addr;.....

还记得咱们刚找到了虚拟内存区域的前一个 vm_area_struct,我们首先要看,是否能够基于它进行扩展,也即调用 vma_merge,和前一个一样 vm_area_struct 合并到一起。

如果不能,就需要调用 kmem_cache_zalloc,在 Slub 里面创建一个新的 vm_area_struct 对象,设置起始和结束位置,将它加入队列。如果是映射到文件上,则设置为 vm_file 为目标文件,调用 call_mmap。其实就是调用 file_operations 的 mmap 函数。对于 ext4 文件系统,调用的是 ext4_file_mmap。从这个函数的参数可以看出,这一刻文件和内存开始发生关系了。这里我们将 vm_area_struct 的内存操作设置为文件系统操作,也就是说,读写内存其实就是读写文件系统。

static inline int call_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma){ return file->f_op->mmap(file, vma);}static int ext4_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma){...... vma->vm_ops = &ext4_file_vm_ops;......}

我们再回到 mmap_region 函数。最终,vma_link 函数将新创建的 vm_area_struct 挂在了 mm_struct 里面的红黑树上。

这个时候,从内存到文件的映射关系,至少要在逻辑层面建立起来。那从文件到内存的映射关系呢?vma_link 还做了另外一件事情,就是 __vma_link_file。这个东西要用于建立这层映射关系。

对于打开的文件,会有一个结构 struct file 来表示。它有个成员指向 struct address_space 结构,这里面有个可变量名为 i_mmap 的红黑树,vm_area_struct 就挂在这棵树上。

struct address_space { struct inode *host; /* owner: inode, block_device */...... struct rb_root i_mmap; /* tree of private and shared mappings */...... const struct address_space_operations *a_ops; /* methods */......}static void __vma_link_file(struct vm_area_struct *vma){ struct file *file; file = vma->vm_file; if (file) { struct address_space *mapping = file->f_mapping; vma_interval_tree_insert(vma, &mapping->i_mmap); }

到这里,内存映射的内容要告一段落了。你可能会困惑,好像还没和物理内存发生任何关系,还是在虚拟内存里面折腾呀?

对的,因为到目前为止,我们还没有开始真正访问内存呀!这个时候,内存管理并不直接分配物理内存,因为物理内存相对于虚拟地址空间太宝贵了,只有等你真正用的那一刻才会开始分配。

用户态缺页异常

一旦开始访问虚拟内存的某个地址,如果我们发现,并没有对应的物理页,那就触发缺页中断,调用 do_page_fault。

dotraplinkage void notracedo_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code){ unsigned long address = read_cr2(); /* Get the faulting address */...... __do_page_fault(regs, error_code, address);......}/* * This routine handles page faults. It determines the address, * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate * routines. */static noinline void__do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address){ struct vm_area_struct *vma; struct task_struct *tsk; struct mm_struct *mm; tsk = current; mm = tsk->mm; if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) { if (vmalloc_fault(address) >= 0) return; }...... vma = find_vma(mm, address);...... fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);......

在 __do_page_fault 里面,先要判断缺页中断是否发生在内核。如果发生在内核则调用 vmalloc_fault,这就和咱们前面学过的虚拟内存的布局对应上了。在内核里面,vmalloc 区域需要内核页表映射到物理页。咱们这里把内核的这部分放放,接着看用户空间的部分。

接下来在用户空间里面,找到你访问的那个地址所在的区域 vm_area_struct,然后调用 handle_mm_fault 来映射这个区域。

static int __handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, unsigned int flags){ struct vm_fault vmf = { .vma = vma, .address = address & PAGE_MASK, .flags = flags, .pgoff = linear_page_index(vma, address), .gfp_mask = __get_fault_gfp_mask(vma), }; struct mm_struct *mm = vma->vm_mm; pgd_t *pgd; p4d_t *p4d; int ret; pgd = pgd_offset(mm, address); p4d = p4d_alloc(mm, pgd, address);...... vmf.pud = pud_alloc(mm, p4d, address);...... vmf.pmd = pmd_alloc(mm, vmf.pud, address);...... return handle_pte_fault(&vmf);}

到这里,终于看到了我们熟悉的 PGD、P4G、PUD、PMD、PTE,这就是前面讲页表的时候,讲述的四级页表的概念,因为暂且不考虑五级页表,我们暂时忽略 P4G。

pgd_t 用于全局页目录项,pud_t 用于上层页目录项,pmd_t 用于中间页目录项,pte_t 用于直接页表项。

每个进程都有独立的地址空间,为了这个进程独立完成映射,每个进程都有独立的进程页表,这个页表的最顶级的 pgd 存放在 task_struct 中的 mm_struct 的 pgd 变量里面。

在一个进程新创建的时候,会调用 fork,对于内存的部分会调用 copy_mm,里面调用 dup_mm。

/* * Allocate a new mm structure and copy contents from the * mm structure of the passed in task structure. */static struct mm_struct *dup_mm(struct task_struct *tsk){ struct mm_struct *mm, *oldmm = current->mm; mm = allocate_mm(); memcpy(mm, oldmm, sizeof(*mm)); if (!mm_init(mm, tsk, mm->user_ns)) goto fail_nomem; err = dup_mmap(mm, oldmm); return mm;}

在这里,除了创建一个新的 mm_struct,并且通过 memcpy 将它和父进程的弄成一模一样之外,我们还需要调用 mm_init 进行初始化。接下来,mm_init 调用 mm_alloc_pgd,分配全局页目录项,赋值给 mm_struct 的 pdg 成员变量。

static inline int mm_alloc_pgd(struct mm_struct *mm){ mm->pgd = pgd_alloc(mm); return 0;}

pgd_alloc 里面除了分配 PDG 之外,还做了很重要的一个事情,就是调用 pgd_ctor。

static void pgd_ctor(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd){ /* If the pgd points to a shared pagetable level (either the ptes in non-PAE, or shared PMD in PAE), then just copy the references from swapper_pg_dir. */ if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 2 || (CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 3 && SHARED_KERNEL_PMD) || CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 4) { clone_pgd_range(pgd + KERNEL_PGD_BOUNDARY, swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY, KERNEL_PGD_PTRS); }......}

pgd_ctor 干了什么事情呢?我们注意看里面的注释,它拷贝了对于 swapper_pg_dir 的引用。swapper_pg_dir 是内核页表的最顶级的全局页目录。

一个进程的虚拟地址空间包含用户态和内核态两部分。为了从虚拟地址空间映射到物理页面,页表也分为用户地址空间的页表和内核页表,这就和上面遇到的 vmalloc 有关系了。在内核里面,映射靠内核页表,这里内核页表会拷贝一份到进程的页表。至于 swapper_pg_dir 是什么,怎么初始化的,怎么工作的,我们还是先放一放,放到下一节统一讨论。

至此,一个进程 fork 完毕之后,有了内核页表,有了自己顶级的 pgd,但是对于用户地址空间来讲,还完全没有映射过。这需要等到这个进程在某个 CPU 上运行,并且对内存访问的那一刻了。

当这个进程被调度到某个 CPU 上运行的时候,咱们在调度那一节讲过,要调用 context_switch 进行上下文切换。对于内存方面的切换会调用 switch_mm_irqs_off,这里面会调用 load_new_mm_cr3。

cr3 是 CPU 的一个寄存器,它会指向当前进程的顶级 pgd。如果 CPU 的指令要访问进程的虚拟内存,它就会自动从 cr3 里面得到 pgd 在物理内存的地址,然后根据里面的页表解析虚拟内存的地址为物理内存,从而访问真正的物理内存上的数据。

这里需要注意两点。第一点,cr3 里面存放当前进程的顶级 pgd,这个是硬件的要求。cr3 里面需要存放 pgd 在物理内存的地址,不能是虚拟地址。因而 load_new_mm_cr3 里面会使用 __pa,将 mm_struct 里面的成员变量 pdg(mm_struct 里面存的都是虚拟地址)变为物理地址,才能加载到 cr3 里面去。

第二点,用户进程在运行的过程中,访问虚拟内存中的数据,会被 cr3 里面指向的页表转换为物理地址后,才在物理内存中访问数据,这个过程都是在用户态运行的,地址转换的过程无需进入内核态。

只有访问虚拟内存的时候,发现没有映射多物理内存,页表也没有创建过,才触发缺页异常。进入内核调用 do_page_fault,一直调用到 **handle_mm_fault,这才有了上面解析到这个函数的时候,我们看到的代码。既然原来没有创建过页表,那只好补上这一课。于是,**handle_mm_fault 调用 pud_alloc 和 pmd_alloc,来创建相应的页目录项,最后调用 handle_pte_fault 来创建页表项。

绕了一大圈,终于将页表整个机制的各个部分串了起来。但是咱们的故事还没讲完,物理的内存还没找到。我们还得接着分析 handle_pte_fault 的实现。

static int handle_pte_fault(struct vm_fault *vmf){ pte_t entry;...... vmf->pte = pte_offset_map(vmf->pmd, vmf->address); vmf->orig_pte = *vmf->pte;...... if (!vmf->pte) { if (vma_is_anonymous(vmf->vma)) return do_anonymous_page(vmf); else return do_fault(vmf); } if (!pte_present(vmf->orig_pte)) return do_swap_page(vmf);......}

这里面总的来说分了三种情况。如果 PTE,也就是页表项,从来没有出现过,那就是新映射的页。如果是匿名页,就是第一种情况,应该映射到一个物理内存页,在这里调用的是 do_anonymous_page。如果是映射到文件,调用的就是 do_fault,这是第二种情况。如果 PTE 原来出现过,说明原来页面在物理内存中,后来换出到硬盘了,现在应该换回来,调用的是 do_swap_page。

我们来看第一种情况,do_anonymous_page。对于匿名页的映射,我们需要先通过 pte_alloc 分配一个页表项,然后通过 alloc_zeroed_user_highpage_movable 分配一个页。之后它会调用 alloc_pages_vma,并最终调用 __alloc_pages_nodemask。

这个函数你还记得吗?就是咱们伙伴系统的核心函数,专门用来分配物理页面的。do_anonymous_page 接下来要调用 mk_pte,将页表项指向新分配的物理页,set_pte_at 会将页表项塞到页表里面。

static int do_anonymous_page(struct vm_fault *vmf){ struct vm_area_struct *vma = vmf->vma; struct mem_cgroup *memcg; struct page *page; int ret = 0; pte_t entry;...... if (pte_alloc(vma->vm_mm, vmf->pmd, vmf->address)) return VM_FAULT_OOM;...... page = alloc_zeroed_user_highpage_movable(vma, vmf->address);...... entry = mk_pte(page, vma->vm_page_prot); if (vma->vm_flags & VM_WRITE) entry = pte_mkwrite(pte_mkdirty(entry)); vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, vmf->address, &vmf->ptl);...... set_pte_at(vma->vm_mm, vmf->address, vmf->pte, entry);......}

第二种情况映射到文件 do_fault,最终我们会调用 __do_fault。

static int __do_fault(struct vm_fault *vmf){ struct vm_area_struct *vma = vmf->vma; int ret;...... ret = vma->vm_ops->fault(vmf);...... return ret;}

这里调用了 struct vm_operations_struct vm_ops 的 fault 函数。还记得咱们上面用 mmap 映射文件的时候,对于 ext4 文件系统,vm_ops 指向了 ext4_file_vm_ops,也就是调用了 ext4_filemap_fault。

static const struct vm_operations_struct ext4_file_vm_ops = { .fault = ext4_filemap_fault, .map_pages = filemap_map_pages, .page_mkwrite = ext4_page_mkwrite,};int ext4_filemap_fault(struct vm_fault *vmf){ struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);...... err = filemap_fault(vmf);...... return err;}

ext4_filemap_fault 里面的逻辑我们很容易就能读懂。vm_file 就是咱们当时 mmap 的时候映射的那个文件,然后我们需要调用 filemap_fault。对于文件映射来说,一般这个文件会在物理内存里面有页面作为它的缓存,find_get_page 就是找那个页。如果找到了,就调用 do_async_mmap_readahead,预读一些数据到内存里面;如果没有,就跳到 no_cached_page。

int filemap_fault(struct vm_fault *vmf){int error;struct file *file = vmf->vma->vm_file;struct address_space *mapping = file->f_mapping;struct inode *inode = mapping->host;pgoff_t offset = vmf->pgoff;struct page *page;int ret = 0;......page = find_get_page(mapping, offset);if (likely(page) && !(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {do_async_mmap_readahead(vmf->vma, ra, file, page, offset);} else if (!page) {goto no_cached_page;}......vmf->page = page;return ret | VM_FAULT_LOCKED;no_cached_page:error = page_cache_read(file, offset, vmf->gfp_mask);......}

如果没有物理内存中的缓存页,那我们就调用 page_cache_read。在这里显示分配一个缓存页,将这一页加到 lru 表里面,然后在 address_space 中调用 address_space_operations 的 readpage 函数,将文件内容读到内存中。address_space 的作用咱们上面也介绍过了。

static int page_cache_read(struct file *file, pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask){struct address_space *mapping = file->f_mapping;struct page *page;......page = __page_cache_alloc(gfp_mask|__GFP_COLD);......ret = add_to_page_cache_lru(page, mapping, offset, gfp_mask & GFP_KERNEL);......ret = mapping->a_ops->readpage(file, page);......}

struct address_space_operations 对于 ext4 文件系统的定义如下所示。这么说来,上面的 readpage 调用的其实是 ext4_readpage。因为我们还没讲到文件系统,这里我们不详细介绍 ext4_readpage 具体干了什么。你只要知道,最后会调用 ext4_read_inline_page,这里面有部分逻辑和内存映射有关就行了。

static const struct address_space_operations ext4_aops = { .readpage = ext4_readpage, .readpages = ext4_readpages,......};static int ext4_read_inline_page(struct inode *inode, struct page *page){ void *kaddr;...... kaddr = kmap_atomic(page); ret = ext4_read_inline_data(inode, kaddr, len, &iloc); flush_dcache_page(page); kunmap_atomic(kaddr);......}

在 ext4_read_inline_page 函数里,我们需要先调用 kmap_atomic,将物理内存映射到内核的虚拟地址空间,得到内核中的地址 kaddr。 我们在前面提到过 kmap_atomic,它是用来做临时内核映射的。本来把物理内存映射到用户虚拟地址空间,不需要在内核里面映射一把。但是,现在因为要从文件里面读取数据并写入这个物理页面,又不能使用物理地址,我们只能使用虚拟地址,这就需要在内核里面临时映射一把。临时映射后,ext4_read_inline_data 读取文件到这个虚拟地址。读取完毕后,我们取消这个临时映射 kunmap_atomic 就行了。

至于 kmap_atomic 的具体实现,我们还是放到内核映射部分再讲。

我们再来看第三种情况,do_swap_page。之前我们讲过物理内存管理,你这里可以回忆一下。如果长时间不用,就要换出到硬盘,也就是 swap,现在这部分数据又要访问了,我们还得想办法再次读到内存中来。

int do_swap_page(struct vm_fault *vmf){ struct vm_area_struct *vma = vmf->vma; struct page *page, *swapcache; struct mem_cgroup *memcg; swp_entry_t entry; pte_t pte;...... entry = pte_to_swp_entry(vmf->orig_pte);...... page = lookup_swap_cache(entry); if (!page) { page = swapin_readahead(entry, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, vmf->address);...... } ...... swapcache = page;...... pte = mk_pte(page, vma->vm_page_prot);...... set_pte_at(vma->vm_mm, vmf->address, vmf->pte, pte); vmf->orig_pte = pte;...... swap_free(entry);......}

do_swap_page 函数会先查找 swap 文件有没有缓存页。如果没有,就调用 swapin_readahead,将 swap 文件读到内存中来,形成内存页,并通过 mk_pte 生成页表项。set_pte_at 将页表项插入页表,swap_free 将 swap 文件清理。因为重新加载回内存了,不再需要 swap 文件了。

swapin_readahead 会最终调用 swap_readpage,在这里,我们看到了熟悉的 readpage 函数,也就是说读取普通文件和读取 swap 文件,过程是一样的,同样需要用 kmap_atomic 做临时映射。

int swap_readpage(struct page *page, bool do_poll){ struct bio *bio; int ret = 0; struct swap_info_struct *sis = page_swap_info(page); blk_qc_t qc; struct block_device *bdev;...... if (sis->flags & SWP_FILE) { struct file *swap_file = sis->swap_file; struct address_space *mapping = swap_file->f_mapping; ret = mapping->a_ops->readpage(swap_file, page); return ret; }......}

通过上面复杂的过程,用户态缺页异常处理完毕了。物理内存中有了页面,页表也建立好了映射。接下来,用户程序在虚拟内存空间里面,可以通过虚拟地址顺利经过页表映射的访问物理页面上的数据了。

为了加快映射速度,我们不需要每次从虚拟地址到物理地址的转换都走一遍页表。

页表一般都很大,只能存放在内存中。操作系统每次访问内存都要折腾两步,先通过查询页表得到物理地址,然后访问该物理地址读取指令、数据。

为了提高映射速度,我们引入了TLB(Translation Lookaside Buffer),我们经常称为快表,专门用来做地址映射的硬件设备。它不在内存中,可存储的数据比较少,但是比内存要快。所以,我们可以想象,TLB 就是页表的 Cache,其中存储了当前最可能被访问到的页表项,其内容是部分页表项的一个副本。

用户评论

何必锁我心

这篇文章写的真不错!我以前搞Linux程序开发的时候对mmap就一脸懵逼,现在看看理解多了很多~感觉能直接把文件映射到程序地址空间真是太爽了,省去了复制粘贴的繁琐操作,提高效率了不少。

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心安i

文章点明了mmap的好处,高效内存利用和共享数据的确很强大!以前搞项目的时候偶尔用到mmap,但没深入了解过,现在感觉得好好研究一下,说不定可以解决某些卡脖子问题。

    有20位网友表示赞同!

旧事酒浓

mmap确实好用,尤其是在大文件处理上。直接映射到内存可以大幅减少IO时间,提升程序性能。不过好像有点风险啊,如果搞错内存管理就容易崩溃?

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打个酱油卖个萌

对用户态内存的介绍很棒!我一直没太理解mmap在用户态下是怎么运作的,这篇文章解释得清晰易懂,这下明白了。确实比其他内存映射方式更灵活,可以方便地控制不同进程之间的数据共享。

    有18位网友表示赞同!

病态的妖孽

说的是对的,利用mmap将文件直接映射到内存空间就是一种高效的内存管理方式。省去了拷贝和复制文件过程,提升了程序执行效率。对于大数据的处理简直是神器!

    有8位网友表示赞同!

灵魂摆渡人

这篇博文很有用啊!我之前还在想如何提高应用程序的性能,原来mmap就是一个很好的解决方案。直接将数据映射到内存中可以极大地减少数据读取和写入的时间消耗。

    有11位网友表示赞同!

尘埃落定

虽然mmap的好处很多,但是也需要谨慎使用吧?比如内存碎片的问题,以及如果进程退出时没有正确释放映射内存可能会造成内存泄露? 文章里面应该还要多加一些关于安全和风险性的讨论

    有17位网友表示赞同!

熏染

看了这篇博文以后,感觉学习linux内核开发还需要好好努力。内存映射这种高级的技术确实挺厉害的,可以实现进程之间的数据共享和高效数据处理。希望能有机会深入了解一下mmap的细节机制!

    有11位网友表示赞同!

箜明

我觉得文章提到的好处都有道理,mmap确实能提高程序的效率和性能。 不过对于一些内存控制不太严谨的开发人员来说,需要特别注意使用mmap带来的风险,避免导致程序崩溃或内存泄露。

    有12位网友表示赞同!

我要变勇敢℅℅

以前我用过mmap,但只停留在浅尝玩味阶段。这篇文章让我对mmap有了更深层的理解,特别是用户态内存映射函数的使用场景和优势讲解得很好! 感谢作者的分享!

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あ浅浅の嘚僾

这篇文章写的真不错,通俗易懂,即使是小白也能看懂mmap的基本原理。虽然我还没实际使用过mmma,但是学习完 这篇博文后,我已经对它的适用性和优缺点有了清楚的了解,感觉很有收获!

    有18位网友表示赞同!

風景綫つ

文章写的很好,深入浅出地讲解了内存管理中的用户态内存映射函数Mmap的一些基本概念和优势。希望能看到更多关于mmap进阶应用的深入探讨,比如不同场景下的使用技巧和最佳实践等等。

    有12位网友表示赞同!

念旧情i

我之前一直用 malloc/free 来分配内存,没想到mmap 真的这么好用! 感觉可以省去很多麻烦,数据读取速度也会更快。我要好好学习一下这个技术了!

    有20位网友表示赞同!

蝶恋花╮

这篇文章让我对Linux内核开发有了更多了解! 原来内存映射是可以直接将文件读到内存中使用的啊, 这真是一招好棋! 也难怪这么多人喜欢使用mmap来优化程序性能。

    有17位网友表示赞同!

若他只爱我。

对于一些大型数据处理需求来说,mmap确实是一个性价比很高的选择,可以避免数据冗余传输和频繁IO操作带来的性能瓶颈。但需要谨慎对待内存限制问题。

    有15位网友表示赞同!

最怕挣扎

文章提到了很多优点, 但是没有介绍使用过程中需要特别注意的问题, 比如如果程序出现错误, 如何确保释放mmap资源不造成内存泄漏? 有没有一些安全性的预警和应对措施?

    有6位网友表示赞同!

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