UNIX Network Programming. Volume 2 Second Edition. Interprocess Communications

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.

Листинг 12.2. Родительский и дочерний процессы увеличивают значение счетчика в разделяемой памяти

//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 }

Новый аргумент командной строки

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.

Вызов mmap и закрытие дескриптора