更改大型二进制文件中的特定位

Question

首先，我正在使用 64 位 Linux 上的大型二进制文件（2-4 GB），该文件也是从另一个进程映射的。因此，文件中的内容总是在不断变化。我想在特定位/位置更改一些位，但不必阅读它。

只改变特定地址的位，不关心它的其余内容 附加编辑：或将位设置为一直卡住。 （那一点不能改变）

当我使用 hexdump 读取时，看起来是这样的。

3ffbd280  00 00 78 32 fb 44 22 cc  44 11 22 aa b2 33 b2 c3

非常欢迎任何想法或想法。

Answer 1

在 64 位 Linux 下，fseek() 的签名不会造成问题； offset 参数是long，这意味着它将是一个 64 位的数量，它可以轻松处理 2-4 GiB 文件。如果问题是针对 32 位 Linux 或 64 位 Windows，情况会有所不同。您在处理 2 GiB 和 4 GiB 之间的偏移时会遇到问题。

假设打开文件流进行读写。假设位位置是通过文件中的绝对字节偏移加上位号 (0…7) 来指定的。假设位应该改变，所以操作将位从 1 切换到 0 或从 0 切换到 1。假设不需要在文件中保留当前位置的记录，以便在翻转位后可以恢复。那么操作顺序可能是：

void flip_bit(FILE *fp, long offset, int bitno)
{
    int c;
    assert(fp != 0);
    assert(offset >= 0);
    assert(bitno >= 0 && bitno < 8);

    fseek(fp, offset, SEEK_SET);
    if ((c = getc(fp)) != EOF)
    {
        c ^= 1 << bitno;
        fseek(fp, -1L, SEEK_CUR);  // Step backwards 1 byte
        putc(c, fp);
        fflush(fp);
    }
}

您更改的每个假设都会触发代码中的相应更改。有必要fflush(fp); 以最大化在磁盘上进行更改的机会，以便其他进程看到它。此外，fflush(fp) 意味着即使没有中间搜索，也可以安全地将流用于输入（或输出）（ISO/IEC 9899:2011 §7.21.5.3 fopen 函数， ¶7）：

当以更新模式打开文件时（'+' 作为第二个或第三个字符 以上模式参数值列表），输入和输出都可以在 关联的流。但是，输出不得直接跟在输入后面没有 干预对 fflush 函数或文件定位函数的调用 (fseek, fsetpos, or rewind), 输入后面不能直接跟输出 干预对文件定位函数的调用，除非输入操作遇到文件结尾。

如果您希望确保该位已设置，请将分配替换为：

        c |= 1 << bitno;

如果您希望确保该位被重置，请将分配替换为：

        c &= ~(1 << bitno);

Answer 2

FILE* fp = fopen( "bigfile.abc", "rb+" )  
//rb+ is important! see here: the wrong mode may clear/delete the file.
//http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/fopen/?kw=fopen

if( fp ) 
{
    unsigned char b = 0;
    fseek( fp, #_of_bytes_from_origin, SEEK_SET )
    fread( &b, 1, 1, fp );      //read 1 unit of 1 byte into 'b'

    b ^= (1<<bit_index);        //toggle the bit, as Jonathan said

    fseek( fp, -1, SEEK_CUR );  //go one byte backwards (you went forwards when reading)
    fwrite( &b, 1, 1, fp );     //write 1 unit of 1 byte back into the file
    fclose(fp);                 //close the file when done
}

这只是我多年来在 32 位机器上使用 C 语言的经验，但我认为以上任何内容在 64 位架构上都不会改变，因为您是明确说明一个 字节。

见：http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/ 以及核心文件函数：fopen()、fclose()、fseek()、ftell()、fread()、fwrite()

更改特定位：

byte_to_change &= ~(1<<bit_index)

其中 bit_index 为 0 到 7。这​​会将位设置为 0。

byte_to_change |= (1<<bit_index)

将其设置为 1。