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映射，于是當從緩沖區中取數據，就相當于讀文件中的相應字節。于此類似，將數據存入緩沖區，則相應的字節就自動寫入文件，這樣，就可在不不適用read和write函數的情況下，使用地址(指針)完成I/O操作。

使用這種方法，首先應通知內核，將一個指定文件映射到存儲區域中，這個映射工作可以通過mmap函數來實現。

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二、主要應用函數

1. mmap函數原型：

#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，返回映射區的起始位置；若出錯，返回MAP_FALLED

參數：

? ? ? ? addr：? ? 建立映射區的首地址，由于Linux內核指定，使用時，直接傳遞NULL

? ? ? ? lengrh： 欲創建映射區的大小

? ? ? ? prot：? ? ?映射區權限PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ |? PROT_WRITE

? ? ? ? flag：? ? ?標志位參數(常用于設定更新物理區、設置共享、創建匿名映射區)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?MAP_SHARED：會將映射區所做的操作反映到物理設備(磁盤)上。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? MAP_PRIVATE：映射區所做的修改不會反映到物理設備。

? ? ? ? fd：? ? ? ? ?用來建立映射區的文件描述符。

? ? ? offset：? ? ?映射文件的偏移量（4k的整數倍）

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使用mmap時務必注意以下事項：

• 創建映射區的過程，隱含著一次對映射文件的讀操作。
• 當MAP_SHARED時，要求：映射區的權限應 <= 文件打開的權限(處于對映射區的保護）。而MAP_PRIVATE則無所謂，因為mmap中的權限是對內存的限制。
• 映射區的釋放與文件關閉無關，只要映射區建立成功，文件可以立即關閉。
• 特別注意。當映射區文件大下為0時， 不能創建映射區。所以：用于映射區的文件必須要有實際大小！！mmap使用時常常會出現總線錯誤，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的整數倍
• mmap創建映射區錯概率非常高，一定要檢查返回值，確保映射區建立成功在進行后續操作。

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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"); //寫數據ret = munmap(p, 4);if(ret == -1) {perror("mmap error:");exit(1);}close(fd);return 0; }

輸出結果：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的存储映射I/O（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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