The Usage of copy() and mmap()

copy() 与mmap()使用

之前学了Linux内存管理，知道了内存的虚实地址转换，Linux内存映射这一块有很多应用可以极大的提高文件读写速度，其中提高的方式就是使用mmap的方式，而不是read write的方式。

###我们要知道read write的方式需要事先分配一个buffer缓冲区。但是缓冲区非常有讲究，如果分配的过小就意味着os频繁的分配释放，效率比较低。如果buffer分配过大，又会很浪费内存。这也就是mmap()的优势，不仅没有浪费内存，而且速度相当的快。

具体的API解释，大家可以看man page查看.

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include 
#include 
#include <sys/mman.h>
#include 
#include 
#include 
#include <sys/time.h>
#include   
 
#define BUFFER_SIZE 1  
 
void copy_map()
{
    int fin,fout;   //文件描述符
    void *start;
    void *end;
    struct stat sb;
    if((fin = open("file.in",O_RDONLY)) < 0){
        perror("open error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if((fout = open( "file.out",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,00600)) < 0 ){
        perror( "write error" );
        exit( EXIT_FAILURE );
    }  
 
    fstat(fin,&sb);  
 
    //这块必须给fout一个需求大小的偏移，因为mmap没有扩展空间的能力
    if(lseek(fout,sb.st_size-1,SEEK_SET) < 0 ){
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(write(fout, &sb,1) != 1 ){
        exit(EXIT_FAILURE);
    }     
 
    start = mmap(NULL,sb.st_size,PROT_READ,MAP_PRIVATE,fin,0);
    if(start == MAP_FAILED)
        return;  
 
    end = mmap(0,(size_t)sb.st_size,PROT_WRITE,MAP_SHARED,fout,0);
    if(end == MAP_FAILED){
        return ;
    }  
 
    memcpy(end,start,(size_t)sb.st_size);  
 
    munmap(start,sb.st_size); //关闭映射
    munmap(end,sb.st_size);  
 
    close(fin);
    close(fout);
    return;
}  
 
void copy_RW()
{
    int fin,fout;
    int bytes_read,bytes_write;
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    char *ptr;
    if((fin = open("file.in",O_RDONLY)) < 0){
        perror("open error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if((fout = open( "file.out",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,00700)) < 0 ){
        perror( "write error" );
        exit( EXIT_FAILURE );
    }  
 
    while(bytes_read=read(fin,buffer,BUFFER_SIZE)){
        if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR))
            break;
        else if(bytes_read>0){
            ptr=buffer;
            while(bytes_write=write(fout,ptr,bytes_read)){
                if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))
                    break;
                else if(bytes_write==bytes_read)
                    break;
                else if(bytes_write>0){
                    ptr+=bytes_write;
                    bytes_read-=bytes_write;
                }
            }
            if(bytes_write==-1)
               break;
         }
    }  
 
    close(fin);
    close(fout);
    return;
}
</code></pre>

不过这里要注意：
####MAP_SHARED标志指定了进程对内存区域的修改会影响到映射文件。而当对flags指定MAP_PRIVATE时，进程会为该映射内存区域创建一个私有副本，对该内存区的所有操作都是在这个副本上进行的，此时对内存区域的修改并不会影响到映射文件。

* 在mmap两个文件以及设置目的文件长度时都需要源文件的长度。设置目的文件通过lseek()即可完成，如果没有设置目的文件的长度，那么将会产生总线错误（引发信号SIGBUS）。

但是内存映射方式并不是完美的，它所映射的文件只能是固定大小，因为文件所映射的内存区域大小在mmap时通过len已经指定。

> 文件映射的内存区域的大小必须以页大小为单位。比如系统页大小为4096字节，假定映射文件的大小为20字节，那么该页剩余的4076字节全部被填充为0。虽然通过映射地址可以访问并修改剩余字节，但是任何变动都不会在映射文件中反应出来。由此可见，使用内存映射进行大数据量的拷贝比较有效。