连续映射多个文件：预先分配虚拟地址空间区域的方法

2024-03-13 06:05:35

预先分配虚拟地址空间区域：连续映射多个文件

在某些场景下，将多个文件连续映射到虚拟地址空间中至关重要，以便便捷地访问它们。尽管 mmap() 函数可用于实现此目的，但它偶尔会忽略 addr 提示，导致无法按预期映射所有文件。本文探讨了一种替代方法，该方法允许我们预先分配整个区域，然后将文件逐个映射到该区域。

问题

假设我们希望连续映射多个文件，文件长度均为页大小的倍数。对于第一个文件，我们可以使用 mmap() 将其映射到由 nullptr 指定的地址。对于后续文件，我们可以将 addr 参数设置为紧接上一个文件映射区域末尾的地址。然而，mmap() 可能会忽略 addr 提示，导致无法按预期映射所有文件。

解决方案

为了解决 mmap() 忽略 addr 提示的问题，我们可以采用以下步骤预先分配整个虚拟地址空间区域：

确定所需大小： 计算所有文件大小的总和，确保它是页大小的倍数。
调用 mmap() 分配区域： 使用 mmap() 函数分配一个足够大的匿名内存区域。将 addr 参数设置为 nullptr，将 size 参数设置为所需的大小。
使用 mmap() 映射文件： 对于每个文件，使用 mmap() 将其映射到预先分配的区域中。将 addr 参数设置为紧接上一个文件映射区域末尾的地址。

代码示例

#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
  // 计算文件总大小
  size_t total_size = 0;
  for (int i = 0; i < num_files; i++) {
    total_size += file_sizes[i];
  }

  // 预先分配区域
  void *region = mmap(nullptr, total_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
  if (region == MAP_FAILED) {
    perror("mmap");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 映射文件
  void *current_addr = region;
  for (int i = 0; i < num_files; i++) {
    void *file_addr = mmap(current_addr, file_sizes[i], PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd[i], 0);
    if (file_addr == MAP_FAILED) {
      perror("mmap");
      return EXIT_FAILURE;
    }
    current_addr = (void *)((char *)file_addr + file_sizes[i]);
  }

  // ... 使用映射的文件 ...

  // 取消映射区域
  if (munmap(region, total_size) == -1) {
    perror("munmap");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  return EXIT_SUCCESS;
}