До сих пор мы всегда говорили об отображении в память содержимого файла, который сначала открывается вызовом open, а затем отображается вызовом mmap. Удобство состоит в том, что все операции ввода-вывода осуществляются ядром и скрыты от программиста, а он просто пишет код, считывающий и записывающий данные в некоторую область памяти. Ему не приходится вызывать read, write или lseek. Часто это заметно упрощает код.
ПРИМЕЧАНИЕ
Вспомните нашу реализацию очередей сообщений Posix с использованием mmap, где значения сохранялись в структуре msg_hdr и считывались из нее же (листинги 5.26 и 5.28).
Следует, однако, иметь в виду, что не все файлы могут быть отображены в память. Попытка отобразить дескриптор, указывающий на терминал или сокет, приведет к возвращению ошибки при вызове mmap. К дескрипторам этих типов доступ осуществляется только с помощью read и write (и аналогичных вызовов).
Другой целью использования mmap может являться разделение памяти между неродственными процессами. В этом случае содержимое файла становится начальным содержимым разделяемой памяти и любые изменения, вносимые в нее процессами, копируются обратно в файл (что дает этому виду IPC живучесть файловой системы). Предполагается, что при вызове mmap указывается флаг MAP_SHARED, необходимый для разделения памяти между процессами.
ПРИМЕЧАНИЕ
Детали реализации mmap и связь этого вызова с механизмами реализации виртуальной памяти описаны в [14] для 4.4BSD и [6] для SVR4.
12.3. Увеличение счетчика в отображаемом в память файле
Изменим программу в листинге 12.1 (которая не работала) таким образом, чтобы родительский и дочерний процессы совместно использовали область памяти, в которой хранится счетчик. Для этого используем отображение файла в память вызовами open и mmap. В листинге 12.2 приведен текст новой программы.
//shm/incr2.c
1 #include "unpipc.h"
2 #define SEM_NAME "mysem"
3 int
4 main(int argc, char **argv)
5 {
6 int fd, i, nloop, zero = 0;
7 int *ptr;
8 sem_t *mutex;
9 if (argc != 3)
10 err_quit("usage: incr2 pathname #loops");
11 nloop = atoi(argv[2]);
12 /* открываем файл, инициализируем нулем и отображаем в память */
13 fd = Open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, FILE_MODE);
14 Write(fd, zero, sizeof(int));
15 ptr = Mmap(NULL, sizeof(int), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
16 Close(fd);
17 /* создаем, инициализируем и отключаем семафор */
18 mutex = Sem_open(Px_ipc_name(SEM_NAME), O_CREAT | O_EXCL, FILE_MODE, 1);
19 Sem_unlink(Px_ipc_name(SEM_NAME));
20 setbuf(stdout, NULL); /* stdout не буферизуется */
21 if (Fork == 0) { /* дочерний процесс */
22 for (i = 0; i nloop; i++) {
23 Sem_wait(mutex);
24 printf("child: %d\n", (*ptr)++);
25 Sem_post(mutex);
26 }
27 exit(0);
28 }
29 /* родительский процесс */
30 for (i = 0; i nloop; i++) {
31 Sem_wait(mutex);
32 printf("parent: %d\n", (*ptr)++);
33 Sem_post(mutex);
34 }
35 exit(0);
36 }
11-14 Из командной строки теперь считывается еще один аргумент, задающий полное имя файла, который будет отображен в память. Мы открываем файл для чтения и записи, причем если файл не существует, он будет создан, а затем инициализируем файл нулем.