mmap 與記憶體映射檔案

通常你讀一個檔案是一再呼叫 read()，把位元組複製進緩衝區。mmap() 提供另一種做法：它讓一個檔案（或一塊全新的空白記憶體）直接以你定址空間中一塊區域的形式出現，於是你用一般的指標存取就能碰到資料，而不是用 read/write 呼叫。它就像把一份文件釘在你自己的桌上，讓你就地閱讀與編輯，而不必每次都打電話給檔案室要下一頁。

具體來說，mmap() 請作業系統建立一段虛擬位址範圍的分頁表項，並用一個檔案（記憶體映射檔案，memory-mapped file）或不特定的東西（匿名對映，anonymous mapping，當作原始記憶體用）來支撐它們。它回傳一個指向該區域開頭的指標。對檔案對映而言，那些頁是透過一般的分頁錯誤按需從檔案填入：你第一次碰一頁時，作業系統就把檔案的那一部分讀進來；若對映是共享且可寫的，你的寫入會回寫到檔案。對匿名對映而言，那些頁是需求零頁記憶體——這正是 malloc() 實作在底層向核心取得大區塊的方式。

為什麼要用它？對檔案而言，mmap() 在隨機存取時可能更快也更簡單，並讓多個行程便宜地共用一份檔案頁的實體副本。對記憶體而言，匿名 mmap() 是大型配置底下的低階基礎元件。誠實的提醒：記憶體映射檔案仍會做真正的磁碟 I/O，只是藏在分頁錯誤裡，所以一次碰觸可能意外地阻塞；對映不會改變檔案的大小；而存取超過檔案實際長度的對映會引發錯誤。mmap() 是有威力但帶利刃的工具，不是免費的加速。