mmap、msync和linux进程终止

我想使用mmap在Linux下运行的C程序中实现程序状态某些部分的持久化，方法是使用mmap（）和MAP_共享标志集将固定大小的结构与已知的文件名相关联。出于性能原因，我不希望调用msync（），也不会有其他程序访问此文件。当我的程序终止并重新启动时，它将再次映射同一个文件，并对其进行一些处理，以恢复终止前的状态。我的问题是：如果我从未在文件描述符上调用msync（），内核是否会保证所有对内存的更新都会写入磁盘，并且即使我的进程以SIGKILL终止也可以恢复？此外，即使我的程序从不调用msync（），内核是否也会定期将页面写入磁盘，从而产生一般的系统开销

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编辑：我已经解决了是否写入数据的问题，但我仍然不确定这是否会导致一些意外的系统加载过度，尝试使用open（）/write（）/fsync（）处理此问题冒着进程被KILL/SEGV/ABRT/等攻击时可能丢失某些数据的风险，添加了一个“linux内核”标签，希望有知识渊博的人能加入进来。

根据手册

该文件实际上可能不存在 直到调用msync（2）或munmap（）为止

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因此，您需要确保至少在退出之前调用

munmap（）

要么Linux手册页信息不正确，要么Linux严重不一致

msync

与更改是否提交到文件的逻辑状态无关，也与使用

mmap

或

read

访问文件的其他进程是否看到更改无关；它纯粹是fsync的一种模拟，除了在电源故障或其他硬件级故障的情况下确保数据完整性外，应将其视为不可操作。我决定减少懒惰，并通过编写一些代码来回答数据是否最终写入磁盘的问题。答案是它会被写下来

下面是一个程序，它在将一些数据写入mmap文件后突然停止运行：

#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

typedef struct {
  char data[100];
  uint16_t count;
} state_data;

const char *test_data = "test";

int main(int argc, const char *argv[]) {
  int fd = open("test.mm", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, (mode_t)0700);
  if (fd < 0) {
    perror("Unable to open file 'test.mm'");
    exit(1);
  }
  size_t data_length = sizeof(state_data);
  if (ftruncate(fd, data_length) < 0) {
    perror("Unable to truncate file 'test.mm'");
    exit(1);
  }
  state_data *data = (state_data *)mmap(NULL, data_length, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_POPULATE, fd, 0);
  if (MAP_FAILED == data) {
    perror("Unable to mmap file 'test.mm'");
    close(fd);
    exit(1);
  }
  memset(data, 0, data_length);
  for (data->count = 0; data->count < 5; ++data->count) {
    data->data[data->count] = test_data[data->count];
  }
  kill(getpid(), 9);
}

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
类型定义结构{
字符数据[100]；
uint16_t计数；
}国家统计局数据；
常量字符*test_data=“test”；
int main（int argc，const char*argv[]{
int fd=打开（“test.mm”，O|RDWR | O|CREAT | O|TRUNC，（模式t）0700）；
如果（fd<0）{
perror（“无法打开文件'test.mm'”）；
出口（1）；
}
大小数据长度=大小（状态数据）；
如果（ftruncate（fd，数据长度）<0）{
perror（“无法截断文件'test.mm'”）；
出口（1）；
}
状态数据*数据=（状态数据*）mmap（空，数据长度，保护读取，保护写入，映射共享，映射填充，fd，0）；
if（MAP_FAILED==数据）{
perror（“无法映射文件'test.mm'”）；
关闭（fd）；
出口（1）；
}
memset（数据，0，数据长度）；
对于（数据->计数=0；数据->计数<5；++数据->计数）{
数据->数据[数据->计数]=测试数据[数据->计数]；
}
kill（getpid（），9）；
}

以下是一个在前一个程序停止后验证生成文件的程序：

#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>

typedef struct {
  char data[100];
  uint16_t count;
} state_data;

const char *test_data = "test";

int main(int argc, const char *argv[]) {
  int fd = open("test.mm", O_RDONLY);
  if (fd < 0) {
    perror("Unable to open file 'test.mm'");
    exit(1);
  }
  size_t data_length = sizeof(state_data);
  state_data *data = (state_data *)mmap(NULL, data_length, PROT_READ, MAP_SHARED|MAP_POPULATE, fd, 0);
  if (MAP_FAILED == data) {
    perror("Unable to mmap file 'test.mm'");
    close(fd);
    exit(1);
  }
  assert(5 == data->count);
  unsigned index;
  for (index = 0; index < 4; ++index) {
    assert(test_data[index] == data->data[index]);
  }
  printf("Validated\n");
}

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
类型定义结构{
字符数据[100]；
uint16_t计数；
}国家统计局数据；
常量字符*test_data=“test”；
int main（int argc，const char*argv[]{
int fd=打开（“test.mm”，仅限Ordu）；
如果（fd<0）{
perror（“无法打开文件'test.mm'”）；
出口（1）；
}
大小数据长度=大小（状态数据）；
状态数据*数据=（状态数据*）mmap（空，数据长度，保护读取，映射共享，映射填充，fd，0）；
if（MAP_FAILED==数据）{
perror（“无法映射文件'test.mm'”）；
关闭（fd）；
出口（1）；
}
断言（5==数据->计数）；
无符号索引；
对于（索引=0；索引<4；++索引）{
断言（测试数据[索引]==数据->数据[索引]）；
}
printf（“已验证\n”）；
}

我从Linus Torvalds那里找到了回答这个问题的评论

映射的页面是文件系统缓存的一部分，这意味着即使对该页面进行更改的用户进程死亡，该页面仍由内核管理，并且由于对该文件的所有并发访问都将通过内核，其他进程也将从该缓存获得服务。 在一些旧的Linux内核中，它是不同的，这就是为什么一些内核文档仍然告诉强制

msync

编辑：谢谢RobH更正了链接

编辑：

Linux 4.15引入了一个新的标志MAP_SYNC，它可以保证一致性

具有此标志的共享文件映射保证 而一些内存则可写地映射到 在该过程中，它将在同一时间在同一文件中可见 即使在系统崩溃或重新启动后也会发生偏移

参考资料：

在页面中搜索地图\u同步

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我发现一些事情让我更加困惑：

munmap不影响映射的对象，即，对munmap的调用 不会导致写入映射区域的内容 到磁盘文件。更新地图共享的磁盘文件 区域由内核的虚拟内存算法自动发生 当我们存储到内存映射区域时

本文摘自UNIX®环境中的高级编程

从linux手册页：

映射\与映射此映射的所有其他进程共享此映射 对象存储到区域相当于写入到区域 文件在msync（2）或 munmap（2）被调用。

两人看到了吗