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Linux的内存共享映射(mmap和munmap)

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:共享和私有,如果是共享映射,那么在内存中对文件进行修改,磁盘中对应的文件也会被修改,相反,磁盘中的文件有了修改,内存中的文件也被修改。如果是私有映射,那么内存中的文件是独立的,二者进行修改都不会对对方造成影响。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。先来看一下函数的原型:

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brk实现

在32位Linux内核中,每个用户进程拥有3GB的虚拟空间。内核如何为用户空间来划分这3GB的虚拟空间呢?用户进程的可执行文件由代码段和数据段组成,数据段包括所有静态分配的数据空间,例如全局变量和静态局部变量等。这些空间在可执行文件装载时,内核就为其分配好这些空间,包括虚拟地址和物理页面,并建立好两者的映射关系。如图2.15所示,用户进程的用户栈从3GB虚拟空间的顶部开始,由顶向下延伸,而brk分配的空间是从数据段的顶部end_data到用户栈的底部。所以动态分配空间是从进程的end_data开始,每次分配一块空间,就把这个边界往上推进一段,同时内核和进程都会记录当前边界的位置。

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