mmapkäytön

Mmap-käyttö tarkoittaa muistinhallintatekniikkaa, jolla tiedostojen tai laitteiden sisällöt voidaan kartoitua suoraan muistialueeksi. Tämä tapahtuu yleisimmin Unix-tyyppisissä järjestelmissä mmap-funktiolla, ja kartoitus vapautetaan munmap-funktiolla. Kartoitettu alue voidaan lukea tai kirjoittaa kuin tavallista muistia, ja siihen liittyvät muutokset voivat olla näkyvissä tiedostossa riippuen kartoitustavasta.

Perusparametrit ja kartoitustavat: mmap ottaa osoitteen, kartoitettavan alueen pituuden, suojauksen (PROT_READ, PROT_WRITE, PROT_EXEC) sekä kartoitustavan liput (MAP_SHARED, MAP_PRIVATE, MAP_ANONYMOUS). Lisäksi annetaan tiedoston deskripteri (fd) ja offset. Offset sekä kartoitettu pituus ovat usein rajoitettu sivukoolla; kartoitus ei saa ulottua tiedoston rajojen ulkopuolelle, ja MAP_ANONYMOUSin tapauksessa tiedostodraivaa ei tarvita. Muutokset MAP_SHARED-kartoituksessa näkyvät tiedostossa, MAP_PRIVATE-kartoituksessa ovat kopio-osin kopiointia (copy-on-write).

Käytön edut: kartoitus mahdollistaa viivästetyn latautumisen (on-demand paging), vähentää erillisiä luku- ja kirjoituskutsuja sekä mahdollistaa suurten tiedostojen tehokkaan käsittelyn muistissa. Se tukee myös useamman prosessin välistä tietojen jakamista MAP_SHARED -asetuksella sekä zero-copy-IO:ta.

Rajoitteet ja haasteet: mmap-käyttö on alustakohtaista ja riippuu käyttöjärjestelmästä; Windowsissa vastaava toiminta toteutetaan MapViewOfFile- tai muistijako-API:lla. Pienet satunnaiset I/O-tapahtumat voivat olla hitaampia johtuen sivunvaihdoista ja TLB-tilan ruuhkista. Osoiteavaruuden hallinta ja muistivarojen tilan seuranta ovat tärkeitä; kartoitus voi aiheuttaa muistinhallinnan ongelmia suurissa prosesseissa.

Käyttötapoja: suurten tiedostojen lukeminen ja kirjoittaminen, mediasisällön käsittely, sekä muistipohjaiset tietokannat tai IPC-ratkaisut, joissa useampi prosessi tarvitsee pääsy samaan dataan. Mmapin käyttö vaatii huolellista virheenkäsittelyä, jotta munmap- ja msync-kutsut suoritetaan oikein ja tiedostot sekä muistialueet pysyvät synkronoituina.