46 記憶體對映的保護和同步

mmap函式的prot引數可指定記憶體對映區的保護許可權，例如指定prot_read和prot_exec，在呼叫open開啟檔案就應該指定o_rdonly或者o_rdwr。如果指定了prot_write，開啟的檔案應該使用o_wronly或者o_rdwr。

因為有些硬體的架構實現有些不同，所以對於保護許可權還是有區別的：

1. 一般開啟檔案指定o_rdwr標記就已經滿足基本的使用了。

2. 如果prot引數只指定了prot_write，且open以o_wronly標記開啟檔案，記憶體對映的保護許可權和開啟檔案的許可權理論上是相容的，但是呼叫mmap卻會失敗，設定errno為eacces錯誤。因為一些硬體架構上prot_write隱含了prot_read，這意味著系統分頁可寫也可讀，但這與o_wronly標記實際上是不相容的（這與硬體架構有關係）。

例如下面這一段**：

//以o_wronly許可權開啟檔案
int fd = open("test.txt", o_wronly, 0644);
if (fd < 0)
//拓展檔案大小4096
lseek(fd , 4096, seek_set);
write(fd , "0" , 1);
//指向檔案開頭
lseek(fd , 0 , seek_set);
//建立共享對映區，指定prot_write許可權
addr =(char *)mmap(null , 4096 , prot_write , map_shared , fd , 0);
if (addr == map_failed)
}

程式執行結果：

3. 以o_rdonly標記開啟乙個檔案，mmap呼叫指定了map_private建立私有記憶體對映，因為map_private對映上的修改操作不會反映到開啟的檔案中，所以prot引數可以指定任意的組合許可權。

對於乙個map_shared對映來說，在map_shared對映上的修改操作會反映到開啟的檔案中，唯一與o_rdonly標記相容的記憶體保護許可權就是prot_read | prot_exec。

通常為確保對映區的資料寫入物理磁碟上的檔案中，在呼叫munmap解除對映前需要呼叫msync函式。前面我們沒有呼叫msync函式依然能在檔案中看到寫入的資料，這是因為核心會自動將map_shared對映區的內容同步到開啟的檔案中，但核心並不保證何時同步資料。

通過呼叫msync函式可以讓應用程式顯式的控制檔案與記憶體對映中的資料同步。

#include int msync(void *addr, size_t length, int flags);

返回值：成功返回0，失敗返回-1並設定errno

length：需要同步的資料大小

flags：設定同步資料的方式（ms_sync，ms_async，ms_invalidate）

ms_sync：以同步方式寫入資料，當資料更新完畢就會返回

ms_async：以非同步方式寫入資料，不會等到更新完畢才返回，而是呼叫之後就立即返回

ms_invalidate：如果共享對映區和開啟的檔案中資料不一致，那麼共享對映區的內容就會失效，然後使用共享對映區的其他程序從開啟的檔案中複製對應的內容。

記憶體對映主要分兩種：檔案對映和匿名對映。檔案對映已經講了，在對映過程中需要依賴乙個檔案，而匿名對映顧名思義就是建立匿名的對映區，不需要依賴檔案。

可通過mmap函式的引數flags來指定map_anonymous (或map_anon)建立乙個匿名對映，由於不需要依賴檔案，引數fd設定為-1，例如：

char *addr = mmap(null, 4, prot_read|prot_write, map_shared|map_anonymous, -1, 0);

一般在linux上當指定了map_anonymous之後，會自動忽略引數fd的值，但是在類unix上可能必須指定map_anonymous並設定fd為-1，為了確保程式的可移植性，推薦這樣做。

#include #include #include #include #include #include #include int main(void)
pid = fork();
//父程序寫，子程序讀
if(pid > 0)else if(pid == 0)
munmap(addr , 4096);
return 0;
}

需要注意的是，map_anonymous和map_anon這兩個巨集是linux作業系統特有的巨集，如果在類

unix系統中如無該巨集定義，為了確保程式的移植性，

可以開啟

/dev/zero裝置檔案返回的檔案描述符，然後建立匿名對映區，**如下：

//開啟裝置檔案
fd = open("/dev/zero", o_rdwr);
//建立記憶體對映區
addr = (char *)mmap(null , 4096 , prot_read|prot_write , mmap_shared , fd , 0);

46 記憶體對映的保護和同步

cache和記憶體的對映方式

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