Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Ниже приведена программа, действующая подобно команде catи ожидающая отдельного имени в качестве аргумента командной строки. Она открывает этот файл, отображает его в памяти и записывает целый файл на стандартное устройство вывода одним вызовом write(). Полезно сравнить этот пример с простой реализацией catиз главы 11. Код примера также иллюстрирует, что карты памяти остаются на месте после закрытия отображаемого файла.

1: /* map-cat.с */

2:

3: #include

4: #include

5: #include

6: #include

7: #include

8: #include

9: #include

10:

11: int main(int argc, const char ** argv) {

12: int fd;

13: struct stat sb;

14: void * region;

15:

16: if ( fd = open(argv[1], O_RDONLY)) < 0) {

17: perror("open");

18: return 1;

19: }

20:

21: /* Вызвать fstat для файла, чтобы узнать, сколько необходимо памяти для его отображения */

22: if (fstat(fd, &sb)) {

23: perror("fstat");

24: return 1;

25: }

26:

27: /* можно было бы также отобразить как MAP_PRIVATE, поскольку

28: запись в эту память не планируется */

29: region = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);

30: if (region == ((caddr_t) -1)) {

31: perror("mmap");

32: return 1;

33: }

34:

35: close(fd);

36:

37: if (write(1, region, sb.st_size) != sb.st_size) {

38: perror("write");

39: return 1;

40: }

41:

42: return 0;

43: }

После окончания отображения в памяти процесс может отменить отображение памяти с помощью munmap(). Это приводит к тому, что последующие доступы к этому адресу будут генерировать SIGSEGV(если только память не будет перераспределена) и сохраняет некоторые системные ресурсы. Отображение всех областей памяти отменяется, когда процесс заканчивает или начинает новую программу с помощью системного вызова exec().

#include

int munmap(caddr_t addr, int length);

Параметр addr— это адрес начала области памяти для отмены отображения, а lengthопределяет, отображение какой части области памяти должно быть отменено. Обычно отображение каждой области отменяется отдельным вызовом munmap(). Linux может фрагментировать карты, если отменено отображение только части области, но такой код будет непереносимым.

Если для записи в файл используется карта памяти, модифицированные страницы памяти и файл будут в течение некоторого времени отличаться. Если процессу необходимо немедленно записать страницы на диск, для этого служит msync().

#include

int msync(caddr_t addr, size_t length, int flags);

Первые два параметра, addrи length, устанавливают область для синхронизации с диском. Параметр flagsустанавливает, каким образом должны синхронизироваться память и диск. Он состоит из одного или нескольких перечисленных ниже флагов, объединенных с помощью битового "ИЛИ".

В Linux и многих других современных операционных системах для областей памяти можно организовать страничный обмен с диском (или отклонять, если их невозможно заменить каким-либо другим способом), когда возникает дефицит памяти. На приложения, чувствительные к ограничениям внешней синхронизации, может неблагоприятно повлиять задержка, к которой приводит подкачка страниц обратно в ОЗУ, когда это необходимо процессу. Для улучшения надежности таких приложений Linux позволяет процессу блокироватьобласти памяти в ОЗУ, чтобы сделать эти синхронизации более предсказуемыми. В целях безопасности блокировка памяти разрешена только процессам с полномочиями привилегированного пользователя [87] В будущем это может измениться, поскольку в ядре реализуются мелкомодульные системные полномочия. . Если блокировать области памяти сможет любой процесс, то какой-то неисправный процесс может заблокировать все ОЗУ системы и привести ее к краху. Общее количество памяти, блокируемой процессом, не может превышать предел использования RLIMIT_MEMLOCK(см. главу 10).

Для блокирования и разблокирования областей памяти применяются перечисленные ниже вызовы.

#include

int mlock(caddr_t addr, size_t length);

int mlockall(int flags);

int munlock(caddr_t addr, size_t length);

int munlockall(void);

Первый вызов, mlock(), блокирует lengthбайт, начиная с адреса addr. За один раз должна блокироваться полная страница памяти, поэтому mlock()фактически блокирует все страницы между страницей, содержащей первый адрес, и страницей, содержащей последний адрес, включительно. После завершения mlock()все страницы, на которые распространился вызов, окажутся в ОЗУ.

Если процессу необходимо заблокировать все свое адресное пространство, применяется mlосkall(). Аргумент flagsпринимает значение одного или обоих описанных ниже флагов, объединенных с помощью битового "ИЛИ".

Разблокирование памяти — это почти то же, что ее блокирование. Если процесс больше не нуждается в блокировании памяти, munlockall()разблокирует все его страницы. munlock()принимает те же аргументы, что и mlock(), и разблокирует страницы, относящиеся к указанной области.