我可以在 Linux 上创建循环缓冲区吗？ （当前代码段错误）

Question

受到 Windows 版此示例的启发。简而言之，他们创建一个文件句柄（使用CreateFileMapping），然后创建两个指向同一内存的不同指针（MapViewOfFileEx或MapViewOfFile3）

所以我尝试了使用 shm_open、ftruncate 和 mmap 执行相同的操作。我过去曾多次使用 mmap 来处理内存和文件，但我从未将其与 shm_open 混合使用或使用 shm_open。

我的代码在第二个 mmap 上失败，并出现段错误。我尝试直接在两个 mmap 上执行系统调用，但仍然出现段错误:( 我该如何正确执行此操作？我的想法是我可以执行 memcpy(p+len-10, src, 20) 并获得src 的前 10 个字节位于内存的末尾，最后 10 个字节写入到开头（因此是循环的）

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <assert.h>
int main()
{
    write(2, "Start\n", 6); //prints this
    int len = 1024*1024*2;
    int fd = shm_open("example", O_RDWR | O_CREAT, 0777);
    assert(fd > 0); //ok
    int r1 = ftruncate(fd, len);
    assert(r1 == 0); //ok
    char*p = (char*)mmap(0, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    assert((long long)p>0); //ok
    //Segfaults on next line
    char*p2 = (char*)mmap(p+len, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, fd, 0); //segfaults
    write(2, "Finish\n", 7); //doesn't print this
    return 0;
}

Answer 1

Linux 通常从某个点开始选择地址空间进行映射，并随着每次保留而降低。因此，您的第二个 mmap 调用替换了以前的文件映射之一（可能是 libc.so），这导致 SIGSEGV 为 SEGV_ACCERR代码> - 无效的访问权限。您正在使用不可执行的数据覆盖 libc.so 的可执行部分（正在执行）。

使用 strace 检查内部发生的情况：

$ strace ./a.out 
...
openat(AT_FDCWD, "/dev/shm/example", O_RDWR|O_CREAT|O_NOFOLLOW|O_CLOEXEC, 0777) = 3
ftruncate(3, 2097152)                   = 0
mmap(NULL, 2097152, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f134c1bf000
mmap(0x7f134c3bf000, 2097152, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED, 3, 0) = 0x7f134c3bf000
--- SIGSEGV {si_signo=SIGSEGV, si_code=SEGV_ACCERR, si_addr=0x7f134c4ccc37} ---
+++ killed by SIGSEGV +++

将您传递的地址与 /proc/$pid/maps 文件进行比较，您将看到您正在覆盖的内容。

您的错误是假设可以在不事先保留内存的情况下使用MAP_FIXED。要正确执行此操作，您需要：

• 通过使用 len * 2 大小、PROT_NONE 和 MAP_ANONYMOUS | 调用 mmap 来保留内存MAP_PRIVATE（并且没有文件）
• 将 mmap 与 MAP_FIXED 一起使用，用您需要的内容覆盖该映射的部分

此外，您应该更喜欢使用 memfd_create<在 Linux 上 /code> 而不是 shm_open 以避免共享内存文件保留。如果您的程序崩溃，使用 shm_unlink 取消它们的链接并没有帮助。这还为您提供了一个程序实例私有的文件。

Answer 2

您不需要再次调用 mmap 来生成新指针。 （你甚至不能这样做。）只需增加它即可。

指针p2不会指向分配的内存块之后的地址。

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <assert.h>
int main()
{
    write(2, "Start\n", 6); //prints this
    int len = 1024*1024*2;
    int fd = shm_open("example", O_RDWR | O_CREAT, 0777);
    assert(fd > 0); //ok
    int r1 = ftruncate(fd, len);
    assert(r1 == 0); //ok
    char*p = (char*)mmap(0, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    assert((long long)p>0); //ok
    char*p2 = p+len;
    write(2, "Finish\n", 7); //doesn't print this
    return 0;
}