如何为 mmap 选择固定地址？

Question

mmap() 可以选择提供一个固定位置来放置地图。我想 mmap 一个文件，然后在每个程序中的相同虚拟地址处将它提供给几个不同的程序。我不在乎地址是什么，只要他们都使用相同的地址即可。如果需要，地址可以由其中一个在运行时选择（并通过其他方式与其他人通信）。

是否有一个内存区域我可以映射到 Linux 保证不被使用（由应用程序和内核）？如何找到可在多个正在运行的应用程序中使用的地址？

Answer 1

不是真的，不。在现代 linux 系统上使用地址空间随机化，很难保证可以使用或不使用哪些地址。

另外，如果您正在考虑使用MAP_FIXED，那么请注意，您需要非常小心，因为它会导致 mmap 取消映射可能已经映射到该地址的任何内容，这通常是一件非常糟糕的事情。

我真的认为您需要为您的问题找到另一种解决方案...

Answer 2

两个进程可以使用 shm_open() 和 mmap() 将一个共享内存块映射到同一个虚拟地址；也就是说，从 mmap() 返回的虚拟地址对于两个进程可以是相同的。我发现 Linux 默认会为同一块共享内存的不同进程提供不同的虚拟地址，但是使用带有 MAP_FIXED 的 mmap() 会强制 Linux 为多个进程提供相同的虚拟地址。

创建共享内存块的进程必须将虚拟地址存储在某个地方，无论是在共享内存中、文件中还是使用其他方法，以便另一个进程可以确定原始虚拟地址。然后在 mmap() 调用中使用已知的虚拟地址以及 MAP_FIXED 标志。

我能够使用共享内存来执行此操作。这样做时，“黄金”虚拟地址存储在共享内存块中；我创建了一个包含许多项目的结构，地址是其中之一，并在块的开头对其进行了初始化。

想要映射共享内存的进程必须执行 mmap() 函数两次；一次获取“黄金”虚拟地址，然后使用 MAP_FIXED 标志将该块映射到该地址。

有趣的是，我正在使用运行 2.6 内核的嵌入式系统。默认情况下，它将为所有对给定文件描述符的 mmap() 调用提供相同的虚拟地址。去图吧。

鲍勃·维尔卡

Answer 3

您可以考虑使用shmget()、shmat() 等来创建共享内存对象。首先让进程获得初始化文件中读取的共享内存对象并将其复制到共享内存对象地址的权限空间。现在任何其他简单地获得返回共享内存 ID 值的进程都可以访问共享内存空间中的数据。因此，例如，您可以采用一些类型初始化方案，如下所示：

#include <sys/shm.h>

#define KEYVALUE 1000 //arbitrary value ... just needs to be shared between your processes

int file_size
//read your file and obtain its size in bytes;

//try to create the shared memory object
int shared_mem_id;
void* shared_mem_ptr = NULL;

if ((shared_mem_id = shmget(KEYVALUE, file_size, S_IRUSR | S_IWUSR IPC_CREAT | IPC_EXCL)) == -1)
{
    if (errno == EEXIST)
    {
        //shared memory segment was already created, so just get its ID value
        shared_mem_id = shmget(KEYVALUE, file_size, S_IRUSR | S_IWUSR);
        shared_mem_ptr = shmat(shared_mem_id, NULL, 0)
    }
    else
    {
        perror("Unable to create shared memory object");
        exit(1);
    }
}
else
{
    shared_mem_ptr = shmat(shared_mem_id, NULL, 0);

    //copy your file into shared memory via the shared_mem_ptr

}

//work with the shared data ...

使用共享内存对象的最后一个进程，将在销毁它之前，将修改后的内容从共享内存复制回实际文件。您可能还想在共享内存对象的开头分配一个可用于同步的结构，即初始化进程将设置某种类型的“幻数”，以便您的其他进程知道数据在访问之前已在共享内存对象中正确初始化。或者，您可以使用命名信号量或 System V 信号量来确保在初始化之前没有进程尝试访问共享内存对象。