存储映射I/O（一）
一、存儲映射I/O
存儲映射I/O使一個磁盤文件與存儲空間中的一個緩沖區(qū)映射，于是當(dāng)從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)，就相當(dāng)于讀文件中的相應(yīng)字節(jié)。于此類似，將數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)，則相應(yīng)的字節(jié)就自動寫入文件，這樣，就可在不不適用read和write函數(shù)的情況下，使用地址(指針)完成I/O操作。
使用這種方法，首先應(yīng)通知內(nèi)核，將一個指定文件映射到存儲區(qū)域中，這個映射工作可以通過mmap函數(shù)來實現(xiàn)。
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二、主要應(yīng)用函數(shù)
1. mmap函數(shù)原型：
#include <sys/mman.h> void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);返回值：若成功，返回映射區(qū)的起始位置；若出錯，返回MAP_FALLED參數(shù)：
? ? ? ? addr：? ? 建立映射區(qū)的首地址，由于Linux內(nèi)核指定，使用時，直接傳遞NULL
? ? ? ? lengrh： 欲創(chuàng)建映射區(qū)的大小
? ? ? ? prot：? ? ?映射區(qū)權(quán)限PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ |? PROT_WRITE
? ? ? ? flag：? ? ?標(biāo)志位參數(shù)(常用于設(shè)定更新物理區(qū)、設(shè)置共享、創(chuàng)建匿名映射區(qū))
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?MAP_SHARED：會將映射區(qū)所做的操作反映到物理設(shè)備(磁盤)上。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? MAP_PRIVATE：映射區(qū)所做的修改不會反映到物理設(shè)備。
? ? ? ? fd：? ? ? ? ?用來建立映射區(qū)的文件描述符。
? ? ? offset：? ? ?映射文件的偏移量（4k的整數(shù)倍）
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使用mmap時務(wù)必注意以下事項：
- 創(chuàng)建映射區(qū)的過程，隱含著一次對映射文件的讀操作。
- 當(dāng)MAP_SHARED時，要求：映射區(qū)的權(quán)限應(yīng) <= 文件打開的權(quán)限(處于對映射區(qū)的保護(hù)）。而MAP_PRIVATE則無所謂，因為mmap中的權(quán)限是對內(nèi)存的限制。
- 映射區(qū)的釋放與文件關(guān)閉無關(guān)，只要映射區(qū)建立成功，文件可以立即關(guān)閉。
- 特別注意。當(dāng)映射區(qū)文件大下為0時， 不能創(chuàng)建映射區(qū)。所以：用于映射區(qū)的文件必須要有實際大小！！mmap使用時常常會出現(xiàn)總線錯誤，通常是由于共享文件存儲空間大小引起的。（文件的大小不能小于映射區(qū)的大小）
- mummap傳入地址一定是mmap的返回地址。堅決杜絕指針++操作。
- 文件偏移量必須為4k的整數(shù)倍
- mmap創(chuàng)建映射區(qū)錯概率非常高，一定要檢查返回值，確保映射區(qū)建立成功在進(jìn)行后續(xù)操作。
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示意圖：
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三、程序清單
1. 測試代碼：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <sys/wait.h>int main() {int fd1, fd2;pid_t pid;char buf[1024];char *str = "----------test for shared fd in parent child process-----";pid = fork();if(pid < 0) {perror("fork error");exit(1);} else if(pid == 0) {fd1 = open("test.txt", O_RDWR);if(fd1 < 0) {perror("open error");exit(1);}write(fd1, str, strlen(str));printf("child wrote over....");} else {fd2 = open("test.txt", O_RDWR);if(fd2 < 0) {perror("open error");exit(1);}sleep(1);int len = read(fd2, buf, sizeof(buf));write(STDOUT_FILENO, buf, len);wait(NULL);}return 0; }輸出結(jié)果：
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2 測試代碼：
#include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <sys/mman.h>int main() {int len, ret;char *p = NULL;int fd = open("mytest.txt", O_CREAT | O_RDWR, 0644);if(fd < 0) {perror("open error: ");exit(1);}len = ftruncate(fd, 4);p = mmap(NULL, 4, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);if(p == MAP_FAILED) {perror("mmap error:");exit(1);}strcpy(p, "abc"); //寫數(shù)據(jù)ret = munmap(p, 4);if(ret == -1) {perror("mmap error:");exit(1);}close(fd);return 0; }輸出結(jié)果：
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的存储映射I/O（一）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
