【Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ③ ( mmap 创建内存映射原理 | 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 并分配物理内存页 | mmap 库函数与内核系统调用函数 )

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• 一、mmap 创建内存映射原理 ( 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 产生缺页异常并分配物理内存页 )
• • 1、分配虚拟内存页
  • 2、物理地址与虚拟地址进行映射
  • 3、产生缺页异常并分配物理内存页
• 二、mmap 库函数与 mmap 内核系统调用函数

一、mmap 创建内存映射原理 ( 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 产生缺页异常并分配物理内存页 )

1、分配虚拟内存页

分配 虚拟内存页 : 应用进程 调用 mmap 函数后 , 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时 , 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ;

此处调用的 mmap 函数是 mmap 库函数 ;

mmap 库函数 :

#include <sys/mman.h>
void* mmap(void* start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offset);

2、物理地址与虚拟地址进行映射

物理地址与虚拟地址进行映射 : 调用 Linux 内核空间 的 系统调用 mmap 函数 , 实现了 " 物理内存地址 " 与 " 虚拟内存地址 " 的映射关系 ;

Linux 内核中的 mmap 系统调用函数 :

int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)

3、产生缺页异常并分配物理内存页

缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存 “ 时 , 采用了 ” 延迟策略 “ , 即进程第一次访问 , 不会立即分配 物理内存 , 而是产生一个 ” 缺页异常 " ;

分配 物理内存页 : 缺页异常后的

种处理策略 ;

• 文件映射 : 对于 " 文件映射 " , 遇到 " 缺页异常 " 后 , 会 分配 " 物理内存页 “ , 并且将 要映射的文件 的 部分数据 读取到 该 ” 物理内存页 " 中 ;
• 匿名映射 : 对于 " 匿名映射 " , 直接分配 " 物理内存页 “ , 并且在 " 页表 “ 中 , 将 ” 虚拟内存页 " 映射到 ” 物理内存页 " ;

二、mmap 库函数与 mmap 内核系统调用函数

注意区分下 用户空间 的 mmap 库函数 , 与 内核空间 的 mmap 系统调用函数 ;

mmap 库函数 :

#include <sys/mman.h>
void* mmap(void* start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offset);

Linux 内核中的 mmap 系统调用函数 :

int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)