如何从memfd_create获取内存地址？

Question

在我的应用程序中，我需要在父母和孩子之间共享记忆（使用fork + execl）。我使用memfd_create来分配内存，因为它提供了一个文件描述符，可以方便地在子进程中使用（在dup2之前，discriptor通过execl绑定到stdin）以附加到分配的内存。

我不使用write和read - 我使用指针直接读写内存。

唯一需要解决的难题是如何获取通过fd = memfd_create ...分配的内存地址。

使用mmap是不可取的，因为它复制了内存，而不是给出已经由memfd_create分配的内存地址。

以下代码对此进行了演示。在其输出中，每个mmap地址递增4096，这是fd引用的内存大小：

0x7f98411c1000
0x7f98411c0000

而如果mmap给出了直接地址，则输出中的地址将是相同的。

#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
    int fd = syscall(SYS_memfd_create, "shm", 0);
    if (fd == -1) return 1;

    size_t size = 4096; /* minimal */

    int check = ftruncate(fd, size);
    if (check == -1) return 1;

    void *ptr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (ptr == MAP_FAILED) return 1;

    void *ptr2 = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (ptr2 == MAP_FAILED) return 1;

    printf("%p\n%p\n", ptr, ptr2);

    return 0;
}

那么，如何获得直接地址，避免mmap的内存重复？

Answer 1

不确定你是否还需要答案，因为你已经在自己的答案中写了主要观点，但只是添加它以确保它是完整的：

memfd_create创建一个仅限内存的文件（意味着它不存储在磁盘上，尽管它可以被换出）。当您在答案中写下时，它会返回一个文件描述符。

mmap确保文件描述符后面的文件在内存中（在仅内存文件的情况下不需要操作），并为您提供指向该内存的指针。它不会复制内存（从磁盘映射文件时，从磁盘到内存除外）。如果多次映射同一文件，则每次调用mmap都会保留一个新的虚拟内存区域，但所有这些区域都会访问相同的物理内存部分。

所以对你的问题的简短回答就是你误解了mmap;它不会复制内存，它是解决您问题的完美方案。

Answer 2

我们从memfd_create获取文件描述符而不是物理地址。文件描述符是一个句柄，通过它我们可以访问内存（即，它是从文件描述符到内存的映射）。文件描述符比内存地址更方便使用：它可以传递给分叉进程等（参见OP）。

mmap只是将物理地址（由文件描述符引用）映射到虚拟地址。虚拟内存地址实际上是内存地址，因为用户永远不会看到物理地址。每个mmap调用都返回一个不同的虚拟地址，所有这些地址都由内核映射到同一个物理地址。