Linux初学之文件映射

Linux初学之文件映射

函数：open,mmap,munmap,msync,close

函数介绍：

      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。

头文件：

#include<unistd.h>
#include<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.

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.

内存映射的步骤:

1. 用open系统调用打开文件, 并返回描述符fd.

2. 用mmap建立内存映射, 并返回映射首地址指针start.

3. 对映射区（内存区）进行各种操作, 显示(printf), 修改(sprintf).

4. 可以用 msync函数同步内存区和文件磁盘区内容。

4. 用munmap(void *start, size_t lenght)关闭内存映射.

5. 用close系统调用关闭文件fd.

注意：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.

演示实例：对存储结构体数据的文件内容进行修改，采用文件映射方式。

c代码：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<fcntl.h>#include<sys/stat.h>#include<sys/mman.h>#include<string.h>typedef struct stu{int st_id;char st_name[100];int st_age;}stu_t,*pstu_t;void readfile(char *path);int main(int argc,char *argv[]){stu_t array[5]={{1001,"张山",19},{1002,"李四",31},{1003,"王五",23},{1004,"李流",23},{1005,"王八",-23}};int fd=open(argv[1],O_RDWR);//即读又写write(fd,array,sizeof(array));//将结构体数据写入文件readfile(argv[1]);//显示文件内容，直接打开会乱码printf("\n");struct stat mystat;//获取文件大小memset(&mystat,0,sizeof(mystat));if(-1==lstat(argv[1],&mystat)){perror("stat");exit(1);}pstu_t parr=mmap(NULL,mystat.st_size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);if(parr==MAP_FAILED){perror("mmap");;exit(1);}strcpy(parr[1].st_name,"莉莉");//修改映射区（内存区）的内容        parr[4].st_age=22;        msync(parr,mystat.st_size,0);//刷新内存区与磁盘区，使内容保持一致        munmap(parr,mystat.st_size);//解除映射关系close(fd);readfile(argv[1]);//打印修改后的文件return 0;}void readfile(char *path){int fd=open(path,O_RDONLY);stu_t arr[5];memset(arr,0,sizeof(arr));read(fd,arr,sizeof(arr));int i;for(i=0;i<5;i++){printf("%-5d%-5s %-5d\n",arr[i].st_id,arr[i].st_name,arr[i].st_age);}}

结果：