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在本文中，我们将学习 mmap() 函数，它需要多少个参数，以及如何在 C 编程中使用 mmap() 写入内存。

C 中的 mmap() 函数

我们使用这个函数来映射进程地址空间和设备或文件。 mmap() 函数请求内存 n 字节的可写匿名和私有映射。

匿名映射和私有映射意味着它不受文件支持，也不与其他进程共享。 要使用 mmap()，我们必须包含头文件。

#include <sys/mman.h>
It takes six arguments:

void * mmap (
    void *address,
    size_t length,
    int protect,
    int flags,
    int filedes,
    off_t offset
)

在开始使用这个函数之前，让我们讨论一下参数。

1. address - 它提供用于映射的首选起始地址。 如果没有其他映射，内核将选择附近的页面边界，创建一个映射。

   否则，内核将选择新地址。 如果此参数的值为 NULL，则内核会将映射放置在它认为合适的位置。

2. length - 映射的字节数。
3. protect - 它控制允许什么类型的访问。 例如，用于读访问的 PROT_READ，用于写访问的 PROT_WRITE，以及用于执行的 PROT_EXEC。
4. flags - 用于控制地图的性质。 下面列出了一些常见和有用的标志：
   • MAP_SHARED - 与其他进程共享映射。
   • MAP_FIXED - 系统被迫使用通过地址参数给出的相同映射地址。
   • MAP_ANONYMOUS / MAP_ANON - 它创建匿名映射。
   • MAP_PRIVATE - 映射将是私有的，并且在使用此标志时对其他人不可见。

1. filedes - 应该映射文件描述符。
2. offset - 文件映射从这个偏移量开始。

如果 mmap() 成功运行，我们会得到 0。 否则，返回 MAP_FAILED。

C语言使用mmap()写入内存

让我们通过练习不同的例子来理解 mmap()。

示例代码（用于内存分配）：

#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>

int main(){
    int N=5;
    int *ptr = mmap ( NULL, N*sizeof(int),
                     PROT_READ | PROT_WRITE,
                     MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS,
                     0, 0 );

    if(ptr == MAP_FAILED){
        printf("Mapping Failed\n");
        return 1;
    }

    for(int i=0; i<N; i++)
        ptr[i] = i*10;

    for(int i=0; i<N; i++)
        printf("[%d] ",ptr[i]);

    printf("\n");
    int err = munmap(ptr, 10*sizeof(int));
    if(err != 0){
        printf("Unmapping Failed\n");
        return 1;
    }

    return 0;
}

输出:

[0] [10] [20] [30] [40]

我们使用 mmap() 函数来分配内存，在分配时我们使用 PROT_READ | PROT_WRITE 保护来对映射区域进行读写操作。

我们使用 MAP_PRIVATE 标志是因为我们不想与其他进程共享映射区域，而使用 MAP_ANONYMOUS 是因为我们还没有映射文件。

出于同样的原因，文件描述符和偏移量被设置为 0。

示例代码（用于进程间通信）：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/mman.h>

int main(){

    int Number=5;
    int *ptr = mmap(NULL,Number*sizeof(int),
                    PROT_READ | PROT_WRITE,
                    MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS,
                    0,0);

    if(ptr == MAP_FAILED){
        printf("Mapping Failed\n");
        return 1;
    }

    for(int i=0; i < Number; i++){
        ptr[i] = i + 7;
    }

    printf("Initial array's values:");
    for (int i = 0; i < Number; i++ ){
        printf(" %d", ptr[i] );
    }
    printf("\n");
    pid_t child_pid = fork();

    if ( child_pid == 0 ){
        //child
        for (int i = 0; i < Number; i++){
            ptr[i] = ptr[i] * 5;
        }
    }else{
        //parent
        waitpid ( child_pid, NULL, 0);
        printf("\nParent:\n");
        printf("Updated array's values:");
        for (int i = 0; i < Number; i++ ){
           printf(" %d", ptr[i] );
        }
        printf("\n");
    }

    int err = munmap(ptr, Number*sizeof(int));

    if(err != 0){
        printf("Unmapping Failed\n");
        return 1;
    }
    return 0;
}

输出:

Initial array's values: 7 8 9 10 11
Initial array's values: 7 8 9 10 11

Parent:
Updated array's values: 35 40 45 50 55

我们最初用一些值初始化数组。 然后，孩子的过程改变了价值观。

此外，值由父进程读取，子进程更改了这些值，因为映射内存正在与两个（子进程和父进程）共享。 我们还使用 munmap() 来删除内存映射。