mmap

📌 Memory Map mmap

Memory Map mmap — механизм отображения содержимого файла или устройства непосредственно в адресное пространство процесса. Позволяет работать с файлами как с массивами в памяти, минуя вызовы read()/write().

🧠 Как работает

Системный вызов mmap() выделяет участок виртуальной памяти, который ассоциируется с файлом или устройством. Доступ к содержимому файла происходит через обычные операции с памятью (указатели).

Основные флаги:

• MAP_SHARED / MAP_PRIVATE — общий/приватный доступ
• PROT_READ, PROT_WRITE, PROT_EXEC — права доступа
• MAP_ANONYMOUS — отображение без файла (обычно для malloc)
• MAP_LOCKED — блокировка в RAM (без свопа)
• MAP_HUGETLB — использование HugePages

Механизм работает через:

1. Установка виртуального адреса
2. Привязка к файлу (inode)
3. Страница загружается в Page Table при обращении (Page Fault)
4. Изменения синхронизируются (через msync() или при munmap())

⚙️ Где применяется

Контекст	Применение
Shared Memory	Межпроцессное взаимодействие (IPC)
File IO	Быстрая обработка больших файлов
Executable Loader	Загрузка ELF, секции .text/.data/.bss
Dynamic Linking	Отображение .so-библиотек в память
JIT Compiler	Генерация кода во время выполнения
Kernel	Управление отображениями через vm_area

💻 Пример (C, mmap файла)

#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
 
int fd = open("data.bin", O_RDONLY);
char *map = mmap(NULL, 4096, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
// Теперь map[0] содержит байт из файла
munmap(map, 4096);
close(fd);

✅ Преимущества

• Высокая производительность (минует копирование и Syscall)

• Общая память между процессами

• Удобство работы с файлами как с массивами

❌ Недостатки

• Более сложное управление (особенно при изменении размеров)

• Ошибки могут привести к Segfault

• Требует выравнивания и учёта системной страницы

• Не всегда эффективно на небольших файлах