使用 mmap 时的段错误答案

【问题标题】：segfault when using mmap使用 mmap 时的段错误
【发布时间】：2011-11-29 20:28:11
【问题描述】：

我第一次尝试使用 mmap 来存储一个包含大量数据的树对象。树类基本上包含一个指向类节点根的指针，每个节点实例都有一个指向它的子节点的指针数组。我认为 mmap 正在做它应该做的事情，因为我可以访问树的常量成员，但是当我尝试访问指向根的指针时，我得到了一个段错误。

以下是创建具有根节点的树的方法：

int main(int argc, char *argv[])
{
    Tree *map;
    ...
    map = (Tree*)mmap(0, FILESIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (map == MAP_FAILED) {
        close(fd);
        perror("Error mmapping the file");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    Node* root = new Node("data");
    map->set_root(root);
        ...
}

这是我访问树的方式：

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i;
    int fd;
    Tree *map;

    fd = open(FILEPATH, O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("Error opening file for reading");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    map = (Tree*)mmap(0, FILESIZE, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);

    if (map == MAP_FAILED) {
       close(fd);
       perror("Error mmapping the file");
       exit(EXIT_FAILURE);
    }

    Node* root = map->root();
    cout << root->data();
    ...

root->data() 的输出提供了一个段错误。谁能给我一个提示我错在哪里？如果我没有把我的问题说清楚，请说出来。

提前致谢。

疯狂

【问题讨论】：

您的代码令人困惑。您必须使用main() 的版本，但它们是不同的——为什么第一个有new，而第二个没有？无论如何，鉴于您只是在普通的空闲存储上而不是在映射的内存中分配节点，因此您的代码不太可能按照您的想法进行。

标签： c++ segmentation-fault mmap

【解决方案1】：

这是一团糟。在尝试您想做的事情之前，您需要了解 new 和 delete 的工作原理。

从哪里开始。

map = (Tree*)mmap(0, FILESIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); 这只是说，把那段内存当作Tree，你还没有在那段内存中构造树。
当您调用 new 时，它会在内存中的某处分配一个 Node 对象，并且您在树中持有指向该对象的指针，当它在其他地方重新打开时，该指针不再有效。

您还需要将所有节点存储在映射块中...对此没有真正简单的答案，除了尝试了解自定义内存分配器。

【讨论】：

一旦您开始在 mmap 区域内分配节点，您还会发现使用指针是有问题的（因为文件不一定在每个进程中映射到相同的地址） .您可以将地图视为节点数组，并存储索引而不是指针。

【解决方案2】：

这行不通。如果root() 是一个虚方法，那么您将被淹没，因为 vtable 指针指向当前进程中的方法。如果您不调用任何虚拟方法，它可能工作，但它可能是未定义的行为。

在进程之间共享数据可能比在对象之间共享数据更好。让对象拥有对数据的句柄，并为对象的用户屏蔽数据解码的细节。 Node* root = new Tree(memory_mapped_memory);

【讨论】：

【解决方案3】：

当您调用mmap() 时，您基本上只是获得了一块原始内存。因此，您不能天真地取消引用指针 map 而不调用某种类型的未定义行为......简单地将 mmap() 返回的内存转换为类型 Tree* 就像你所做的那样实际上并没有构造一个 Tree 对象在映射内存中。

如果您希望在从mmap 返回的内存中构造或什至复制构造Tree 对象，您可能需要考虑使用placement new。例如，您可以执行以下操作：

void* map;
map = mmap(0, FILESIZE, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);

//...error checking

Tree* tree = new(map) Tree(); //placement new syntax

这实际上会在从mmap 返回的内存中默认构造一个Tree 对象，此时，您可以正确使用tree 指针变量来进一步向树中添加节点。例如，现在可以调用以下代码而不会创建未定义的行为：

Node* root = new Node("data");
tree->set_root(root);

使用placement new，变量tree 指向实际的Tree 对象，您现在可以正确取消引用该指针以及与该对象关联的任何方法。

但要记住的一个主要事项是，在使用 placement new 时，您必须手动调用 Tree 对象的析构函数，并且必须手动释放通过 @ 分配的内存987654339@ ...你不能在Tree*上拨打delete。

【讨论】：