Разработка приложений в среде Linux. Второе издание
вернуться

Троан Эрик В.
Шрифт:

#include <sys/mman.h>

int munmap(caddr_t addr, int length);

Параметр

addr
— это адрес начала области памяти для отмены отображения, а
length
определяет, 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.

13.2.4. Синхронизация областей памяти на диск

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 <sys/mman.h>

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

Первые два параметра,

addr
и
length
, устанавливают область для синхронизации с диском. Параметр
flags
устанавливает, каким образом должны синхронизироваться память и диск. Он состоит из одного или нескольких перечисленных ниже флагов, объединенных с помощью битового "ИЛИ".

MS_ASYNC
 Модифицированные версии области памяти запланированы на "скорую" синхронизацию. Использовать можно только либо
MS_ASYNC
, либо
MS_SYNC
.
MS_SYNC
 Модифицированные страницы в области памяти записываются на диск до возврата системного вызова
msync
. Использовать можно только либо
MS_ASYNC
, либо
MS_SYNC
.
MS_INVALIDATE
 Эта опция позволяет ядру выяснять, записываются ли изменения на диск. Хотя эта опция не дает гарантию того, что они не будут записаны, она сообщает ядру, что необходимость сохранения изменений отсутствует. Этот флаг применяется только при особых условиях.
0
 Передача
0
в
msync
работает в ядрах Linux, хотя она не очень хорошо документирована. Она похожа на
MS_ASYNC
, но означает, что страницы должны записываться на диск при любом удобном случае. Обычно это значит, что они будут сбрасываться на диск при каждом следующем запуске потока ядра
bdflush
(обычно он запускается каждые 30 секунд), в то время как
MS_ASYNC
записывает страницы более интенсивно.

13.2.5. Блокировка областей памяти

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 блокировать области памяти в ОЗУ, чтобы сделать эти синхронизации более предсказуемыми. В целях безопасности блокировка памяти разрешена только процессам с полномочиями привилегированного пользователя [87] . 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).

87

В будущем это может измениться, поскольку в ядре реализуются мелкомодульные системные полномочия.

Для блокирования и разблокирования областей памяти применяются перечисленные ниже вызовы.

#include <sys/mman.h>

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
length
байт, 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
flags
принимает значение одного или обоих описанных ниже флагов, объединенных с помощью битового "ИЛИ".

MCL_CURRENT
 Все страницы, в данный момент находящиеся в адресном пространстве процесса, блокируются в ОЗУ. После завершения вызова
mlockall
они все будут в ОЗУ.
MCL_FUTURE
 Все страницы, добавленные к адресному пространству процесса, будут заблокированы в ОЗУ.

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.

Многократное блокирование страницы эквивалентно однократному. В каждом случае отдельный вызов

munlock
разблокирует страницы, подпадающие под его влияние.

13.3. Блокирование файлов

Хотя доступ к одному и тому же файлу со стороны нескольких процессов — вполне обычное явление, делать это следует осторожно. Многие файлы содержат сложные структуры данных, и обновление этих структур создает те же условия состязаний, что и в обработчиках сигналов и областях совместно используемой памяти.

Существует два типа блокирования файлов. Наиболее распространенное — рекомендательное блокирование, которое ядром принудительно не осуществляется. Это просто соглашение, которому должны следовать все процессы, имеющие доступ к файлу. Второй тип, обязательное блокирование, принудительно выполняется ядром. Когда процесс блокирует файл для записи, другие процессы, пытающиеся прочитать или записать в файл, приостанавливаются до снятия блокировки. Хотя этот метод может показаться более очевидным, обязательное блокирование вынуждает ядро совершать проверку наличия блокировок при каждом вызове

read
и
write
, существенно снижая производительность этих системных вызовов.