Основы программирования в Linux

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.