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8张图讲清楚mmap实现原理
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原文中文，约3200字，阅读约需8分钟。
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内容提要
本文介绍了Linux内核中mmap内存映射的实现原理，通过页表机制将虚拟地址映射到物理地址，包括文件映射和匿名映射。
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关键要点
- mmap内存映射在Linux内核和系统编程中至关重要。
- 虚拟地址映射到物理地址通过页表机制实现，64位CPU采用4级页表。
- 64位CPU的虚拟地址长度为64位，但实际使用48位满足映射需求。
- pgd、pud、pmd、ptl表偏移均为9位，物理页偏移为12位。
- 虚拟地址映射物理地址的过程包括查询pgd、pud、pmd、ptl表，最终定位到物理地址。
- Linux内核通过动态分配方式创建页表，避免一次性占用过多内存。
- mmap函数用于将文件或设备映射到进程地址空间，分为文件映射和匿名映射。
- VMA（虚拟内存区域）是管理进程虚拟内存的数据结构，包含起始地址、结束地址及属性信息。
- 缺页中断在访问未建立映射关系的虚拟内存时触发，负责分配物理页面并建立映射关系。
- 文件映射将文件内容映射到进程内存，需指定文件fd、偏移量和映射长度。
- 匿名映射通过申请物理内存页并转换为pte完成，过程相对简单。
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