Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл

Читать онлайн «Основы программирования в Linux». Страница 62

Автор 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.

#include <sys/mman.h>

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

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).

#include <sys/mman.h>

int msync(void *addr, size_t len, int flags);

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.

#include <sys/mman.h>

int munmap(void *addr, size_t len);

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 <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/mman.h>

#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>

typedef struct {

int integer;

char string[24];

} RECORD;

#define NRECORDS (100)

int main() {

RECORD record, *mapped;

int i, f;

FILE *fp;

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

for (i=0; i<NRECORDS; i++) {

record.integer = i;

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

fwrite(&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.