使用mmap实现文件的拷贝

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今天看csapp看到了虚拟存储器的映射以及mmap函数的用法，作为练习，使用mmap来实现文件的拷贝操作，同时与传统的文件拷贝操作进行了性能比较。

mmap与munmap函数介绍：

#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flag, int fd, off_t offset);
//返回:若成功时则返回映射区域的指针，若出错则为MAP_FAILED(-1)

start: 最好从start开始的一个区域，这个是hint，具体映射结果还是要看返回结果
length: 映射区域的大小
prot: 映射区域的访问权限位 PROT_EXEC PROT_READ PROT_WRITE PROT_NONE
flags: 映射对象的类型 MAP_ANON MAP_PRIVATE MAP_SHARED

munmap函数删除映射区域

#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
int munmap(void *start, size_t length);

实验

分别使用了mmap函数和普通的read write实现了文件的复制拷贝，下面是通过复制50M的文件性能分析：

[yangguang@sim124 ~]$ time ./workspace/mmapcopy linux-20101214.tar.gz ./output    
real    0m0.100s
user    0m0.034s
sys     0m0.065s

[yangguang@sim124 ~]$ time ./workspace/copy linux-20101214.tar.gz ./output
real    0m5.016s
user    0m0.000s
sys     0m0.124s

可以看到使用mmap的性能明显高于使用Read write的方式，这里主要原因是使用mmap减少了用户态和内核态间数据
的拷贝。

源码分析

/*
 * Author: liyangguang <[email protected]>
 * http://www.yaronspace.cn/blog
 *
 * File: mmapcopy.c
 * Create Date: 2011-07-04 21:02:48
 *
 */
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
 
void
mmapcopy(int src_fd, size_t src_len, int dst_fd)
{
    void *src_ptr, *dst_ptr;
    src_ptr = mmap(NULL, src_len, PROT_READ, MAP_PRIVATE, src_fd, 0);
    dst_ptr = mmap(NULL, src_len, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, dst_fd, 0);
    if (dst_ptr == MAP_FAILED) {
 
        printf("mmap error:%s\n", strerror(errno));
        return;
    }
    memcpy(dst_ptr, src_ptr, src_len);
 
    munmap(src_ptr, src_len);
    munmap(dst_ptr, src_len);
}
 
 
int 
main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s <src_file> <dst_file>\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    int src_fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    int dst_fd = open(argv[2], O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC);;
    struct stat stat;
    fstat(src_fd, &stat);
    truncate(argv[2], stat.st_size);
    mmapcopy(src_fd, stat.st_size, dst_fd);
    close(src_fd);
    close(dst_fd);
    return 0;
}

/*
 * Author: liyangguang <[email protected]>
 * http://www.yaronspace.cn/blog
 *
 * File: copy.c
 * Create Date: 2011-07-04 21:38:00
 *
 */
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
 
void
copy(int src_fd, int dst_fd)
{
    char buffer[1024*1024];
    char *ptr = buffer;
    size_t nread, nwrite, nremain;
    while ((nread = read(src_fd, ptr, 1024*1024)) > 0) {
        nremain = nread;
        while (nremain > 0){
            nwrite = write(dst_fd, ptr, nremain);
            nremain -= nwrite; 
            ptr   = ptr + nwrite; 
        } 
        ptr = buffer;
    }
 
}
 
 
int 
main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s <src_file> <dst_file>\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    int src_fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    int dst_fd = open(argv[2], O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRWXU);;
    copy(src_fd, dst_fd);
    close(src_fd);
    close(dst_fd);
    return 0;
}
 
 
 
 
/* vim: set ts=4 sw=4: */