Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл

Вызов fcntl также позволяет реализовать блокировку файла. См. более подробную информацию в разделе 2 интерактивного справочного руководства или главу 7, в которой мы обсуждаем блокировку файлов.

mmap

Система UNIX предоставляет полезное средство, позволяющее программам совместно использовать память, и, к счастью, оно включено в версию 2.0 и более поздние версии ядра Linux. Функция mmap (для отображения памяти) задает сегмент памяти, который может читаться двумя или несколькими программами и в который они могут записывать данные. Изменения, сделанные одной программой, видны всем остальным.

Вы можете применить то же самое средство для работы с файлами, заставив все содержимое файла на диске выглядеть как массив в памяти. Если файл состоит из записей, которые могут быть описаны структурами на языке С, вы сможете обновлять файл с помощью методов доступа к массиву структур.

Это становится возможным благодаря применению сегментов виртуальной памяти с набором особых прав доступа. Чтение из сегмента и запись в него заставляет операционную систему читать соответствующую часть файла на диске и писать данные в нее.

Функция mmap создает указатель на область памяти, ассоциированную с содержимым файла, доступ к которому осуществляется через открытый дескриптор файла.

<b>#include &lt;sys/mman.h&gt;</b>

<b>void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fildes, off_t off);</b>

Изменить начальную позицию порции данных файла, к которым выполняется обращение через совместно используемый сегмент, можно, передавая параметр off. Открытый дескриптор файла задается в параметре fildes. Объем данных, к которым возможен доступ (т. е. размер сегмента памяти), указывается в параметре len.

Параметр addr можно использовать для запроса конкретного адреса памяти. Если он равен нулю, результирующий указатель формируется автоматически. Последний вариант рекомендуется, потому что в противном случае трудно добиться переносимости; диапазоны доступных адресов в разных системах отличаются.

Параметр prot используется для установки прав доступа к сегменту памяти. Он представляет собой результат поразрядной операции or, примененной к следующим константам:

□ PROT_READ — сегмент может читаться;

□ PROT_WRITE — в сегмент можно писать;

□ PROT_EXEC — сегмент может выполняться;

□ PROT_NONE — к сегменту нет доступа.

Параметр flags контролирует, как изменения, сделанные программой в сегменте, отражаются в других местах; его возможные значения приведены в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Константа Описание MAP_PRIVATE Сегмент частный, изменения локальные MAP_SHARED Изменения сегмента переносятся в файл MAP_FIXED Сегмент должен располагаться по заданному адресу addr

Функция msync вызывает запись изменений в части или во всем сегменте памяти обратно а отображенный файл (или считывание из файла).

<b>#include &lt;sys/mman.h&gt;</b>

<b>int msync(void *addr, size_t len, int flags);</b>

Корректируемая часть сегмента задается передачей начального адреса addr и размера len. Параметр flags управляет способом выполнения корректировки с помощью вариантов, приведенных в табл. 3.8.

Таблица 3.8

Константа Описание MS_ASYNC Выполнять запись асинхронно MS_SYNC Выполнять запись синхронно MS_INVALIDATE Обновить другие отражения этого файла так, чтобы они содержали изменения, внесенные этим вызовом

Функция munmap освобождает сегмент памяти.

<b>#include &lt;sys/mman.h&gt;</b>

<b>int munmap(void *addr, size_t len);</b>

В программе mmap.с из упражнения 3.5 показан файл из структур, которые будут корректироваться с помощью функции mmap и обращений в стиле массива. Ядро Linux версий, меньших 2.0, не полностью поддерживает применение функции mmap. Программа работает корректно в системе Sun Solaris и других системах.

Упражнение 3.5. Применение функции mmap

1. Начните с определения структуры RECORD и создайте NRECORDS вариантов, в каждый из которых записывается собственный номер. Они будут добавлены в конец файла records.dat.

#include &lt;unistd.h&gt;

#include &lt;stdio.h&gt;

#include &lt;sys/mman.h&gt;

#include &lt;fcntl.h&gt;

#include &lt;stdlib.h&gt;

typedef struct {

 int integer;

 char string[24];

} RECORD;

#define NRECORDS (100)

int main() {

 RECORD record, *mapped;

 int i, f;

 FILE *fp;

 fp = fopen(&quot;records.dat&quot;, &quot;w+&quot;);

 for (i=0; i&lt;NRECORDS; i++) {

  record.integer = i;

  sprintf(record.string, &quot;RECORD-%d&quot;, i);

  fwrite(&amp;record, sizeof(record), 1, fp);

 }

 fclose(fp);

2. Далее измените целое значение записи с 43 на 143 и запишите его в строку 43-й записи.