Перед тем как запустить программу, создадим символическую связь с файлом unix0.txt:
$ ln -s unix0.txt symlink.txt
$ ls -l
lrwxrwxrwx 1 andy user 10 Jan 6 09:54 symlink.txt -> unix0.txt
– rw-r--r-- 1 andy user 498 Jan 6 09:53 unix0.txt
$ a.out symlink.txt
Читаем
символическую связь
Символическая связь:
unix0.txt
Читаем целевой файл
Целевой файл:
Начиная с 1975 года фирма AT&T начала предоставлять лицензии на
использование операционной системы как научно-образовательным
учреждениям, так и коммерческим организациям. Поскольку основная
часть системы поставлялась в исходных текстах, написанных на
языке С, опытным программистам не требовалось детальной
документации, чтобы разобраться в архитектуре UNIX. С ростом
популярности микропроцессоров
...
Файлы, отображаемые в памяти
Системный вызов mmap(2) предоставляет механизм доступа к файлам, альтернативный вызовам read(2) и write(2). С помощью этого вызова процесс имеет возможность отобразить участки файла в собственное адресное пространство. После этого данные файла могут быть получены или записаны путем чтения или записи в память. Функция mmap(2) определяется следующим образом:
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot,
int flags, int fildes, off_t off);
Этот вызов задает отображение
len
байтов файла с дескриптором
fildes
, начиная со смещения
off
, в область памяти со стартовым адресом
addr
. Разумеется, перед вызовом mmap(2) файл должен быть открыт с помощью функции open(2). Аргумент
prot
определяет права доступа к области памяти, которые должны соответствовать правам доступа к файлу, указанным в системном вызове open(2). В табл. 2.12 приведены возможные значения аргумента prot и соответствующие им права доступа к файлу. Возможно логическое объединение отдельных значений
prot
. Так значение
PROT_READ | PROT_WRITE
соответствует доступу
O_RDWR
к файлу.
Таблица 2.12. Права доступа к области памяти
Значение аргумента prot
Описание
Права доступа к файлу
PROT_READ
Область доступна для чтения
r
PROT_WRITE
Область доступна для записи
w
PROT_EXEC
Область доступна для исполнения
x
PROT_NONE
Область
недоступна
–
Обычно значение
addr
задается равным 0, что позволяет операционной системе самостоятельно выбрать виртуальный адрес начала области отображения. В любом случае, при успешном завершении возвращаемое системным вызовом значение определяет действительное расположение области памяти.
Операционная система округляет значение len до следующей страницы виртуальной памяти. [19] Например, если размер файла 96 байтов, а размер страницы 4 Кбайт, то система все равно выделит область памяти размером 4096 байтов. При этом 96 байтов займут собственно данные файла, а остальные 4000 байтов будут заполнены нулями. Процесс может модифицировать и оставшиеся 4000 байтов, но эти изменения не отразятся на содержимом файла. При обращении к участку памяти, лежащему за пределами файла, ядро отправит процессу сигнал
SIGBUS
[20] . Несмотря на то что область памяти может превышать фактический размер файла, процесс не имеет возможности изменить его размер.
19
Организация виртуальной памяти подробно рассматривается в главе 3.
20
Если быть более точным, сигнал посылается процессу, когда происходит обращение к странице памяти, на которую не отображается ни один из участков файла. Таким образом, в приведенном примере сигнал процессу не будет отправлен.
Использование права на исполнение (
prot = PROT_EXEC
) позволяет процессу определить собственный механизм загрузки кода. В частности, такой подход используется редактором динамических связей при загрузке динамических библиотек, когда библиотека отображается в адресное пространство процесса. Значение
PROT_NONE
позволяет приложению определить собственные механизмы контроля доступа к разделяемым объектам (например, к разделяемой памяти), разрешая или запрещая доступ к области памяти.
Аргумент
flags
определяет дополнительные особенности управления областью памяти. В табл. 2.13 приведены возможные типы отображения, определяемые аргументом
flags
.
Таблица 2.13. Типы отображения
Значение аргумента flags
Описание
MAP SHARED
Область памяти может совместно использоваться несколькими процессами
MAP PRIVATE
Область памяти используется только вызывающим процессом
MAP_FIXED
Требует выделения памяти, начиная точно с адреса
addr
MAP_NORESERVE
He требует резервирования области свопинга
В случае указания
MAP_PRIVATE
, для процесса, определившего этот тип отображения, будет создана собственная копия страницы памяти, которую он пытается модифицировать. Заметим, что копия будет создана только при вызове операции записи, до этого остальные процессы, определившие тип отображения как
MAP_SHARED
могут совместно использовать одну и ту же область памяти.
Не рекомендуется использовать флаг
MAP_FIXED
, т.к. это не позволяет системе максимально эффективно распределить память. В случае отсутствия этого флага, ядро пытается выделить область памяти, начиная с адреса наиболее близкого к значению
addr
. Если же значение
addr
установлено равным 0, операционная система получает полную свободу в размещении области отображения.