Linux内存映射--mmap函数
Linux提供了内存映射函数mmap, 它把文件内容映射到一段内存上(准确说是虚拟内存上), 通过对这段内存的读取和修改, 实现对文件的读取和修改, 先来看一下mmap的函数声明:
- 头文件:
- <unistd.h>
- <sys/mman.h>
- 原型: void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offsize);
- 返回值: 成功则返回映射区起始地址, 失败则返回MAP_FAILED(-1).
- 参数:
- addr: 指定映射的起始地址, 通常设为NULL, 由系统指定.
- length: 将文件的多大长度映射到内存.
- prot: 映射区的保护方式, 可以是:
- PROT_EXEC: 映射区可被执行.
- PROT_READ: 映射区可被读取.
- PROT_WRITE: 映射区可被写入.
- PROT_NONE: 映射区不能存取.
- flags: 映射区的特性, 可以是:
- MAP_SHARED: 对映射区域的写入数据会复制回文件, 且允许其他映射该文件的进程共享.
- MAP_PRIVATE: 对映射区域的写入操作会产生一个映射的复制(copy-on-write), 对此区域所做的修改不会写回原文件.
- 此外还有其他几个flags不很常用, 具体查看linux C函数说明.
- fd: 由open返回的文件描述符, 代表要映射的文件.
- offset: 以文件开始处的偏移量, 必须是分页大小的整数倍, 通常为0, 表示从文件头开始映射.
下面说一下内存映射的步骤:
- 用open系统调用打开文件, 并返回描述符fd.
- 用mmap建立内存映射, 并返回映射首地址指针start.
- 对映射(文件)进行各种操作, 显示(printf), 修改(sprintf).
- 用munmap(void *start, size_t lenght)关闭内存映射.
- 用close系统调用关闭文件fd.
注意事项:
在修改映射的文件时, 只能在原长度上修改, 不能增加文件长度, 因为内存是已经分配好的.
内存映射,简而言之就是将用户空间的一段内存区域映射到内核空间,映射成功后,用户对这段内存区域的修改可以直接反映到内核空间,相反,内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间。那么对于内核空间<---->用户空间两者之间需要大量数据传输等操作的话效率是非常高的。
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <sys/mman.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> /* void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset); //该函数把一个文件或一个posix共享内存区对象映射到调用进程的进程。 1.start:一般可以为NULL; 2.length:映射的字节大小; 3.prot:对映射存储的权限访问(PROT_NONE:不可访问;PROT_READ:可读; PROT_WRITE:可写;PROT_EXEC:可执行); 4.flags:MAP_FIXED、MAP_SHARED(对内存的操作同样影响文件)、MAP_PRIVATE 5.文件描述附 6.要偏移的位置(SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END) int munmap(void *start, size_t length); //该函数用于取消映射 */ #define FILENAME1 "./lhw1" #define FILENAME2 "./lhw2" #define OPEN_FLAG O_RDWR|O_CREAT #define OPEN_MODE 00777 #define FILE_SIZE 4096*4 static int my_mmap(int dst, int src) { int ret = -1; void* add_src = NULL; void* add_dst = NULL; struct stat buf = {0}; //获取打开文件的详细信息(主要要取得读文件的大小) ret = fstat(src, &buf); if(-1 == ret) { perror("fstat failed: "); goto _OUT; } //映射源文件的存储区 add_src = mmap(NULL, buf.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, src, SEEK_SET); if(NULL == add_src) { perror("mmap src failed: "); goto _OUT; } //lseek dst(制造文件空洞,使其有一定大小,没有大小会出错) ret = lseek(dst, buf.st_size, SEEK_SET); if(-1 == ret) { perror("lseek dst faile: "); goto _OUT; } //write dst ret = write(dst, "w", 1); if(-1 == ret) { perror("write dst faile: "); goto _OUT; } //映射目标文件的存储区 add_dst = mmap(NULL, buf.st_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, dst, SEEK_SET); if(NULL == add_dst) { perror("mmap src failed: "); goto _OUT; } //memcpy 将源文件内存add_src的内容拷贝到目标文件add_dst,通过内存共享 memcpy(add_dst, add_src, buf.st_size); //取消映射 ret = munmap(add_src, buf.st_size); if(-1 == ret) { perror("munmap src faile: "); goto _OUT; } ret = munmap(add_dst, buf.st_size); if(-1 == ret) { perror("munmap dst faile: "); goto _OUT; } _OUT: return ret; } int main(void) { int ret = -1; int fd1 = -1; int fd2 = -1; //open fd1 fd1 = open(FILENAME1, OPEN_FLAG, OPEN_MODE); if(-1 == (ret = fd1)) { perror("open fd1 failed: "); goto _OUT; } //write fd1 ret = write(fd1, "howaylee", sizeof("howaylee")); if(-1 == ret) { perror("write failed: "); goto _OUT; } //open fd2 fd2 = open(FILENAME2, OPEN_FLAG, OPEN_MODE); if(-1 == (ret = fd2)) { perror("open fd2 failed: "); goto _OUT; } //mmap my_mmap(fd2, fd1); _OUT: return ret; }
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