Linux mmap記憶體映射

Linux系統調用mmap和mmap2，建立一個進程地址空間的映射，mmap/mmap2幾個常用的情境：

1. 檔案對應普通檔案I/O操作，讀寫mmap映射後的記憶體，即可完成檔案的讀寫操作，kernel和userspace操作同一塊實體記憶體；而常規的檔案讀寫，需要迴圈調用read write lseek介面，每一次讀寫都需要kernel到userspace，或者userspace到kernel的記憶體拷貝。因此mmap方式操作提升了檔案訪問速度。但是mmap映射由於佔用了大量記憶體將影響其他動作所能使用的記憶體數量（儘管kernel會在記憶體緊缺的時候回收記憶體）。

如果要映射的檔案很大，最好的做法是對檔案進行分段映射，雖然linux進程的線性地址空間很大，但是仍然有限。

2. 使用mmap匿名映射，在調用mmap時，設定一個特殊的標誌MAP_ANONYMOUS。匿名映射可以用來分配較大的記憶體區，userspace可以顯示的調用mmap分配記憶體；此外，libc中使用malloc分配記憶體時，如果申請的記憶體是一小塊記憶體（比如小於某一個臨界值），malloc會調用brk從進程地址空間的堆分配記憶體，否則直接調用mmap/mmap2分配記憶體。

在核心中，brk的實現實際上是簡化版本的do_mmap實現，brk假定線性區不映射磁碟上的檔案。

3. 共用記憶體映射。主要用於進程間通訊，對於映射的任何修改，對其他映射這個檔案的進程都是可見的，並且修改結果都會反映到下面的檔案。和管道，訊息佇列等進程通訊方式，共用記憶體效率更高。

mmap和mmap2

C標準庫使用統一的函數入口mmap函數來建立映射，mmap的C庫實現會選擇mmap或者mmap2來進行實際的映射建立。

在kernel系統調用級則提供了兩個系統調用 mmap和mmap2。mmap和mmap2的區別在於參數offset，這個參數指定了檔案對應的起始位置，對於mmap單位是bytes，而對於mmap2單位則是PAGE_SIZE

MAP_LOCKED和MAP_UNLOCKED

MAP_LOCKED使得進程虛擬位址空間映射的page不再處於缺頁狀態，某些情況下不希望訪問線性地址被交換到交換空間。

MAP_UNLOCKED的作用正好相反