如何实现非零填充的大内存匿名映射（MAP_ANONYMOUS）？

首先明确：《Linux编程接口》确实提到，无文件描述符的匿名映射（MAP_ANONYMOUS）会将映射区域初始化为0，所以直接用这种方式没法保留你预先准备的自定义数据。下面是几种可行的实现思路：

方法1：先匿名映射，再拷贝源数据 #

这是最直接的方案：先通过mmap创建匿名映射区域，再用memcpy把自定义数据拷贝到映射区域里。

#include <sys/mman.h>
#include <string.h>

// 假设source_data是已填充好的1GB数据缓冲区
void *source_data = ...;
size_t map_size = 1024 * 1024 * 1024;

// 创建匿名映射
void *mapped_area = mmap(NULL, map_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
if (mapped_area == MAP_FAILED) {
    // 错误处理
}

// 拷贝自定义数据到映射区域
memcpy(mapped_area, source_data, map_size);

注意：1GB的数据拷贝会占用一定CPU和内存带宽，如果对性能要求极高，这个方案可能不是最优选择。

方法2：使用临时文件映射 #

创建一个临时文件，将自定义数据写入文件后再映射该文件，这样映射出来的区域直接就是你的自定义数据。

#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

size_t map_size = 1024 * 1024 * 1024;
void *source_data = ...;

// 创建临时文件
char tmp_path[] = "/tmp/mymap.XXXXXX";
int fd = mkstemp(tmp_path);
if (fd == -1) {
    // 错误处理
}

// 扩展文件大小到1GB
if (ftruncate(fd, map_size) == -1) {
    // 错误处理
}

// 写入自定义数据到文件
if (write(fd, source_data, map_size) != map_size) {
    // 错误处理
}

// 映射文件到内存
void *mapped_area = mmap(NULL, map_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
if (mapped_area == MAP_FAILED) {
    // 错误处理
}

// 用完后关闭文件描述符（映射依然有效）
close(fd);
// 不需要临时文件时删除
unlink(tmp_path);

如果想避免磁盘IO开销，可以用Linux 3.11+支持的O_TMPFILE标志创建内存中的临时文件，数据只存在于页缓存，不会刷到磁盘（除非系统内存不足）：

int fd = open("/tmp", O_TMPFILE | O_RDWR | O_EXCL, 0600);

方法3：使用memfd_create（推荐） #

这是Linux特有的系统调用，创建一个匿名的内存文件描述符，本质是在内存中模拟文件，既能写入数据又能通过mmap映射，完全没有磁盘IO开销，非常适合大内存场景。

#include <sys/mman.h>
#include <sys/memfd.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

size_t map_size = 1024 * 1024 * 1024;
void *source_data = ...;

// 创建匿名内存文件描述符
int fd = memfd_create("my_mem_map", MFD_CLOEXEC);
if (fd == -1) {
    // 错误处理
}

// 扩展文件大小到1GB
if (ftruncate(fd, map_size) == -1) {
    // 错误处理
}

// 写入自定义数据
if (write(fd, source_data, map_size) != map_size) {
    // 错误处理
}

// 映射到内存
void *mapped_area = mmap(NULL, map_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
if (mapped_area == MAP_FAILED) {
    // 错误处理
}

// 关闭文件描述符，映射依然有效
close(fd);

优点：既避免了匿名映射的清零问题，又没有磁盘IO开销，性能最优，是大内存场景的首选方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LeBron GanDalf