使用mmap读取文件

Question

我正在尝试通过使用内存映射同一文件来允许两个不同的进程通信。但是，我在这方面遇到了一些问题。我有一种感觉，这与我使用open()调用并将我的文件描述符传递给mmap的方式有关。

以下是我的代码，请问您是否发现任何问题？

对象1的代码：

 16     FILE* temp = fopen(theSharedFileName, "w");
 17     fseek(temp, fileSize-1, SEEK_SET);
 18     fprintf(temp, "0"); // make the file a certain size
 19     fseek(temp, 0, SEEK_CUR);
 20 
 21     int sharedFileName = fileno(temp);
 ...
 31     sharedArea = (MyStruct*)mmap(0, fileSize,
 32         PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC, MAP_SHARED, sharedFileName, 0);

我使用“w”文件模式，因为对象1只会被创建一次，并且我希望它重置任何先前存在的数据。

对象2的代码：

 130     FILE* tempFile = fopen(sharedFileName, "a");
 131     int theFile = fileno(tempFile);
 ...
 135     sharedArea = (MyStruct*)mmap(NULL, fileSize,
 136         PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC, MAP_SHARED, theFile, 0);

- samoz

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你遇到了什么确切的问题？你能保证 obj2 在 obj1 之前永远不会访问该文件吗？ - dirkgently

是的，obj1更像是一个服务器，而obj2则类似于稍后将要启动的客户端。 - samoz

Answer 1

几个问题：

1. 避免混合使用高级I/O函数（如fopen()，fseek()）和一些低级操作（如mmap()）。虽然可以使用fileno()获取低级文件描述符，但这就像是走远路去到达同一个地方。而且，仅使用mmap()会破坏BSD和POSIX以外的兼容性，因此使用标准C I/O函数得不到任何好处。直接使用open()和lseek()即可。
2. 在同一文件上使用流格式化I/O函数（如fprintf()）和内存映射是没有意义的。当你内存映射文件时，你隐含地告诉系统你将把它用作随机访问（直接索引）数据。fprintf()是用于流式输出的，通常用于顺序访问。实际上，尽管可能存在，但很少看到fprintf()和fseek()在同一描述符中（这甚至不具有可移植性，但由于前面的项目，我并不考虑可移植性）。
3. 保护方式必须与打开文件的保护方式相匹配。由于你向fopen()传递了"w"，而向mmap()传递了“PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC”，这违反了这个限制。这也突出了为什么不应该混合使用高级I/O和内存映射：你如何保证将以正确的标志打开文件？这应该是C库的“实现细节”。如果想以读写权限内存映射一个文件，则应该使用底层的open(theSharedFileName, O_RDWR)来打开文件。
4. 不要同时使用PROT_WRITE和PROT_EXEC。这既不具有可移植性，又存在安全风险。请阅读关于W^X和可执行空间保护的内容。

- Juliano

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这个回答的一些内容似乎是误导性的。我不明白为什么你认为 fprintf 和 fseek 不能在可移植的环境下一起使用。至于第三点和文件模式，POSIX非常明确地指定了 fopen 模式字符串如何转换为文件描述符模式；这并非是实现特定的。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 2

正如其他人所说，不要使用fopen()和相关函数。

你遇到的问题的一部分原因可能是由于fprintf()可以有流缓冲区，所以它可能实际上并没有改变文件，因此在期望时对其他进程可见。你可以添加fflush()，但read()和write()不会进行任何应用程序级别的缓冲，这也是它们更适合的原因之一。

- Don Neufeld

Answer 3

如果你能使用C++和像ACE或Boost这样的库，它们可以为你屏蔽低级细节并提供更容易的IPC抽象。

- lothar