c++ - mmap() 删除文件后

Question

有人告诉我，如果有人删除原始文件，mmap() 可能会有麻烦。我想知道这是否真的发生了。所以我创建了一些小测试程序。我正在使用 Linux。

#include <iostream>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main(int, char**)
{
    char const * const fileName = "/tmp/demo-file.dat";
    size_t size;

    {
        struct stat st;
        stat(fileName, &st);
        size = st.st_size;
    }

    int fd = open(fileName, O_RDWR);
    if (fd == -1)
    {
        std::cout << "open() failed, errno = " << errno << ":" << strerror(errno) << std::endl;
        return (-1);
    }
    else
    {
        std::cout << "open() done (ok)" << std::endl;
    }

    for (int i = 20; i > 0; --i)
    {
        std::cout << "file open()'ed, wait #" << i << " seconds before mmap()" << std::endl;
        sleep(1);
    }

    void *data = mmap((void*)0L, size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, (off_t)0);
    if (data == (void*)-1)
    {
        std::cout << "mmap() failed, errno = " << errno << ":" << strerror(errno) << std::endl;
    }
    else
    {
        std::cout << "mmap() done (ok)" << std::endl;
    }

    for (int i = 20; i > 0; --i)
    {
        std::cout << "going to close() socket in #" << i << " seconds" << std::endl;
        sleep (1);
    }

    close(fd);

    for (int i = 30; i > 0; --i)
    {
        std::cout << "going to umap() files in #" << i << " seconds (still accessing the data)" << std::endl;
        for (unsigned int x = 0; x < size; ++x)
        {
            char cp = *(char*) (data + x);
            (void) cp;
        }
        sleep(1);
    }

    munmap(data, size);

    for (int i = 30; i > 0; --i)
    {
        std::cout << "going to terminate #" << i << " seconds" << std::endl;
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

每当我删除文件 - 在 open() 操作之后 - 它不会对 mmap() 产生负面影响。我仍然可以访问测试程序中的数据。当我在 close() 之后但在 mmap() 之前删除文件时，它起作用了。我还可以在/proc/[pid]/fd/区域中看到旧文件:

lrwx------ 1 frank frank 64 Mär 22 20:28 3 -> /tmp/demo-file.dat (deleted)

程序的其余部分工作正常。

即使我在 close() 之后 删除文件，它仍然可以成功访问 mmap() 数据。然而，在这两种情况下，之后 close() 我都看不到

lrwx------ 1 frank frank 64 Mär 22 20:28 3 -> /tmp/demo-file.dat (deleted)

不再。 (顺便说一句:然后在哪里指出，这个文件“仍然以某种方式存在”？)

那么是否相反，即使文件被手动删除(在 shell 中或通过其他进程)，mmap() 仍然能够对数据进行操作？

Answer 1

这是正在发生的事情。

首先要检查的是

$ls -i /tmp/demo-file.dat
65 /tmp/demo-file.dat

注意文件的 inode 号是 65。

启动程序时，这是它在 lsof 输出中的内容(除了与当前话语不相关的其他条目)

a.out   29271 zoso    3u   REG   0,21        5       65 /tmp/demo-file.dat

这是已完成的 open() 的结果。请注意，inode 编号与其他文件相同。 open() 增加了同一 inode 上的引用计数。另请注意，REG 表示常规文件。

现在，如果文件被删除(使用 rm 等)，这就是 lsof 的样子

a.out   29271 zoso    3u   REG   0,21        5       65 /tmp/demo-file.dat (deleted)

这是预料之中的，因为打开的文件已被删除，但其 inode 的句柄在此过程中仍处于打开状态。

继续进行 mmap，这是 lsof 输出

a.out   29271 zoso  DEL    REG   0,21                65 /tmp/demo-file.dat
a.out   29271 zoso    3u   REG   0,21        5       65 /tmp/demo-file.dat (deleted)

现在有另一个新条目，但请注意，这是 DEL 类型，它指示(从 lsof 手册页中提取):

''DEL'' for a Linux map file that has been deleted;

因为 lsof 不能再统计原始文件，它把这个映射作为 DEL 当然没有大小，但请注意 inode 号仍然保持不变即 65。

现在在 fd 上调用 close() 后，lsof 显示

a.out   29271 zoso  DEL    REG   0,21                65 /tmp/demo-file.dat

请注意，(deleted) 条目已消失，因为对 REG 文件的 fd 已关闭，现在仅保留 mmap 的内存。

在 munmap() 之后，这个条目也消失了(不再引用 /tmp/demo-file.dat，最后程序结束。