Программирование для Linux. Профессиональный подход

Самьюэл Алекс

#include <signal.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <sys/mman.h>

#include <sys/stat.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

static int alloc_size;

static char* memory;

void segv_handler(int signal_number) {

 printf("memory accessed!\n");

 mprotect(memory, alloc_size, PROT_READ | PROT_WRITE);

}

int main {

 int fd;

 struct sigaction sa;

 /*

Назначение функции segv_handler обработчиком сигнала

SIGSEGV. */

 memset(&sa, 0, sizeof(sa));

 sa.sa_handler = &segv_handler;

 sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);

 /* Выделение одной страницы путем отображения в памяти файла

/dev/zero. Сначала память доступна только для записи. */

 alloc_size = getpagesize;

 fd = open("/dev/zero", O_RDONLY);

 memory =

mmap(NULL, alloc_size, PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);

 close(fd);

 /* Запись на страницу для получения ее копии в частное

использование. */

 memory[0] = 0;

 /* Запрет на запись в память. */

 mprotect(memory, alloc_size, PROT_NONE);

 /* Попытка записи в память. */

 memory[0] = 1;

 /* Удаление памяти. */

 printf("all done\n");

 munmap(memory, alloc_size);

 return 0;

}

Программа работает по следующей схеме.

1. Задается обработчик сигнала

SIGSEGV

.

2. Файл

/dev/zero

отображается в памяти, из которой выделяется одна страница. В эту страницу записывается инициализирующее значение, благодаря чему программе предоставляется частная копия страницы.

3. Программа защищает память, вызывая функцию

mprotect

с флагом

PROT_NONE

.

4. Когда программа впоследствии обращается к памяти, Linux посылает ей сигнал

SIGSEGV

, который обрабатывается в функции

segv_handler

. Обработчик сигнала отменяет защиту памяти, разрешая выполнить операцию записи.

5. Программа удаляет область память с помощью функции

munmap

.

8.10. Функция nanosleep: высокоточная пауза

Функция

nanosleep

является более точной

версией стандартной функции

sleep

, принимая указатель на структуру типа

timespec

, где время задается с точностью до наносекунды, а не секунды. Правда, особенности работы ОС Linux таковы, что реальная точность оказывается равной 10 мс, но это все равно выше, чем в функции

sleep

. Функцию

nanosleep

можно использовать в приложениях, где требуется запускать различные операции с короткими интервалами между ними.

В структуре

timespec

имеются два поля:

■ 

tv_sес

— целое число секунд;

■ 

tv_nsec

— дополнительное число миллисекунд (должно быть меньше, чем 10⁹).

Работа функции

nanosleep

, как и функции

sleep

, прерывается при получении сигнала. При этом функция возвращает значение -1, а в переменную errno записывается код

EINTR

. Но у функции

nanosleep

есть важное преимущество. Она принимает дополнительный аргумент — еще один указатель на структуру

timespec

, в которую (если указатель не равен

NULL

) заносится величина оставшегося интервала времени (т.е. разница между запрашиваемым и прошедшим промежутками времени). Благодаря этому можно легко возобновлять прерванные операции ожидания.

В листинге 8.8 показана альтернативная реализация функции

sleep

. В отличие от стандартного системного вызова эта функция может принимать дробное число секунд и возобновлять операцию ожидания в случае прерывания по сигналу.

Листинг 8.8. (better_sleep.c) Высокоточная реализация функции

sleep

#include <errno.h>

#include <time.h>

int better_sleep(double sleep_time) {

 struct timespec tv;

 /* Заполнение структуры timespec на основании указанного числа

секунд. */

 tv.tv_sec = (time_t)sleep_time;

 /* добавление неучтенных выше наносекунд. */

 tv.tv_nsec = (long)((sleep_time - tv.tv_sec) * 1e+9);

 while (1) {

/* Пауза, длительность которой указана в переменной tv.

В случае прерывания по сигналу величина оставшегося

промежутка времени заносится обратно в переменную tv. */

int rval = nanosleep(&tv, &tv);

if (rval == 0)

/* пауза успешно окончена. */

return 0;

else if (errno == EINTR)

/* Прерывание по сигналу. Повторная попытка. */

continue;

else

/* Какая-то другая ошибка. */

return rval;