良许Linux教程网
·
8张图讲清楚mmap实现原理
💡
原文中文，约3200字，阅读约需8分钟。
📝
内容提要
本文介绍了Linux内核中mmap内存映射的实现原理，包括虚拟地址映射到物理地址的过程、mmap函数的实现原理以及Linux的缺页中断机制。
🎯
关键要点
- mmap内存映射在Linux内核中扮演关键角色。
- 虚拟地址映射到物理地址采用页表机制，64位CPU使用4级页表。
- 64位CPU的虚拟地址长度为64位，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内核动态分配页表，避免一次性创建所有页表。
- 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）用于管理进程虚拟内存，是映射物理内存的指导结构。
- 缺页中断在访问未建立映射关系的虚拟内存时触发，负责创建映射表。
- 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创建pte完成，过程相对简单。
➡️
