面试题：C语言中mmap函数的基本参数及返回值

Question

在C语言的Linux环境下，简述mmap函数的主要参数含义以及正常和异常情况下的返回值分别是什么？

Answer 1

参数含义

1. void *addr：
   • 期望映射到的内存起始地址，通常设为NULL，让系统自动选择合适的地址。若指定非NULL地址，系统会尽量使用该地址，但并不保证一定使用，且指定的地址需满足系统的页对齐要求。
2. size_t length：
   • 要映射的文件区域大小，以字节为单位。必须是大于0的正整数。
3. int prot：
   • 映射区域的保护权限，可由以下几个值通过按位或（|）组合而成：
     • PROT_READ：表示映射区域可读。
     • PROT_WRITE：表示映射区域可写。
     • PROT_EXEC：表示映射区域可执行。
     • PROT_NONE：表示映射区域不可访问。
4. int flags：
   • 影响映射的行为，常用值有：
     • MAP_SHARED：共享映射，对映射区域的修改会反映到文件中，且其他映射同一文件的进程也能看到这些修改。
     • MAP_PRIVATE：私有映射，对映射区域的修改不会反映到文件中，且是进程私有的，其他进程看不到这些修改。
     • MAP_ANONYMOUS（或MAP_ANON）：创建匿名映射，不与任何文件关联，常用于进程间通信等场景，此时fd参数应设为-1。
5. int fd：
   • 要映射的文件描述符，通过open函数打开文件获得。若使用MAP_ANONYMOUS标志，则此参数设为-1。
6. off_t offset：
   • 从文件开始处偏移的字节数，用于指定映射文件的起始位置。必须是系统内存页大小的整数倍（通常是4096字节）。

返回值

1. 正常情况：
   • 成功时，返回映射区的起始地址，该地址可用于后续对映射区域的访问操作。
2. 异常情况：
   • 失败时，返回MAP_FAILED（即(void *)-1），并设置errno以指示错误原因，常见的错误原因包括：
     • EBADF：fd不是有效的文件描述符。
     • EACCES：权限不足，例如试图以写权限映射只读文件。
     • EINVAL：参数无效，如length为0、offset不是页大小的整数倍等。
     • ENOMEM：系统内存不足，无法完成映射。