C 語言打開一個文件時，緩衝區在內存的什麼位置？

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C 打開一個文件時，會在內存中建立一個緩衝區與之對應。
我想問一下這個緩衝區在內存的什麼位置呢？
我們知道內存一般分為堆、棧、靜態存儲區等，這個緩衝區在什麼地方呢？

是不是堆、棧、靜態存儲區等都是對虛擬內存而言，而文件緩衝區就是直接載入到內存，和前面的沒有關係？

一般打開並讀取一個文件，傳統方法就是兩個系統調用，對吧：

int open (const char "*path", int "oflag", .../*,mode_t "mode" */); ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

這裡 read 有一個 buf 緩衝區，這個是由你的應用程序控制的，在你的應用程序虛擬內存地址空間中，究竟是堆，還是棧，這個看你聲明 buf 時候是怎麼做的。

不過，內核中，也會有一個緩衝區，這個你的應用程序是看不見的，當你讀取時，內核會將數據放入自己的緩衝區，然後 copy 到用戶態你程序的緩衝區中。這個東西，在內核叫做 buffer cache，由IO 子系統管理，對於 Unix 系統來說，一般會預留最多 10% 作為 buffer cache 使用。

如果你使用的是 mmap 方法，則會有：

void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

這一套過程與上面的 open/read 不同，是由內核分頁子系統管理的，說白了，就是用虛擬內存調頁的方式，將文件直接 map 到程序的地址空間中，這個 map 也是靠內核實現的，這東西叫做 page cache，你也知道虛擬內存限制少很多，可以 map 直到佔用全部內存。

傳統 read/write buffer cache 有個問題，就是一旦固定後，大小沒法調節，這樣分配多了就是浪費，分配少了就會造成很多的上下文切換做 copy 而且這個東西與分頁系統割裂。所以後來就出現了 Unified Buffer Cache，統一用 Page Cache 解決以上問題。

所以你指的緩衝區，那是在內核里的，不是棧，也不是堆，而是使用如 SLOB/SLAB/SLUB 分配器分配的 VMObjects

在用戶空間的棧的下方，堆的上方的 mmap區。

對於系統來說，應用程序的mmap區的文件可能在操作系統的 pache cache中

sys_open並不會讀取文件，數據讀取是在sys_read時使用page cache讀取，屬於內核空間。

mmap是將內核空間里的page映射到進程空間。

至於mmap在進程空間里的地址，是屬於堆還是棧，我做了個測試

用程序映射了一個叫data的文件，分別列印了各類變數的地址，

mmap返回的這個指針不在堆里，也不在棧里，也不在靜態區。

stack : 0xbff58698 heap : 0x9939008 global : 0x80498d4 global static : 0x80498d8 static : 0x80498dc mmap : 0xb7f0e000 003f5000-003f6000 r-xp 003f5000 00:00 0 [vdso] 004a3000-004bd000 r-xp 00000000 fd:00 1111383 /lib/ld-2.5.so 004bd000-004be000 r-xp 00019000 fd:00 1111383 /lib/ld-2.5.so 004be000-004bf000 rwxp 0001a000 fd:00 1111383 /lib/ld-2.5.so 004c5000-00604000 r-xp 00000000 fd:00 1111401 /lib/libc-2.5.so 00604000-00605000 --xp 0013f000 fd:00 1111401 /lib/libc-2.5.so 00605000-00607000 r-xp 0013f000 fd:00 1111401 /lib/libc-2.5.so 00607000-00608000 rwxp 00141000 fd:00 1111401 /lib/libc-2.5.so 00608000-0060b000 rwxp 00608000 00:00 0 08048000-08049000 r-xp 00000000 fd:02 507933 /zhangc/file/mmap/a.out 08049000-0804a000 rw-p 00000000 fd:02 507933 /zhangc/file/mmap/a.out 09939000-0995a000 rw-p 09939000 00:00 0 [heap] b7ef6000-b7ef8000 rw-p b7ef6000 00:00 0 b7f0e000-b7f0f000 r--p 00000000 fd:02 507937 /zhangc/file/mmap/data b7f0f000-b7f10000 rw-p b7f0f000 00:00 0 bff44000-bff59000 rw-p bffea000 00:00 0 [stack]

參考鏈接：

從文件 I/O 看 Linux 的虛擬文件系統

Linux 內核的文件 Cache 管理機制介紹

跟c語言沒太大關係，要看不同操作系統怎麼實現open的