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

shtti/incr2.c

1 finclude unpipc.h

2 fdefine SEMJAME ttiysetti

3 int

4 ttiainCint argc. char **argv)

6 int fd, i, nloop, zero = 0,-

7 int *ptr:

8 setti t *ttiutex;

9 if (argc != 3)

10 err quit( usage: incr2 <pathnattie>.<floops> ):

11 nloop = atoi(argv[2]):

12 /* открываем файл, инициализируем нулем и отображаем в память */

13 fd = Open(argv[l], 0 ROWR 0 CREAT, FILE M(X)E);

14 Write(fd, &zero, sizeof(int));

15 ptr - Minap(NULL, sizeof (int), PROT REAO PROT WRITE, MAP SHAREO, fd, 0);

16 Close(fd):

17 /* создаем, инициализируем и отключаем семафор */

18 ttiutex - Setti open(Px ipc nattie(SEM NAME), 0 CREAT OJXCL, FILE M(X)E, 1):

19 Sem unl i nk( Px i pc nattie(SEM NAME)) ,-

20 setbuf(stdout, NULL); /* stdout не буферизуется */

21 if (ForkO - 0) { /* дочерний процесс */

22 for (i = 0: i < nloop: i++) {

23 Setti wait (ttiutex):

24 printf( child: %й\п . (*ptr)++);

25 Setti post( ttiutex):

26 }

27 exit(O);

28 }

29 /* родительский процесс */

30 for (i = 0; 1 < nloop; i++) {

31 Sem wait(mutex):

32 printf( parent: %d\n . (*ptr)++);

33 SemjDOSt(mutex):

34 }

35 exit(O):

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

15-16 Вызов mmap позволяет отобразить открытый файл в адресное пространство процесса. Первый аргумент является нулевым указателем, при этом система сама выбирает адрес начала отображаемого сегмента. Длина файла совпадает с размером целого числа. Устанавливается доступ на чтение и запись. Четвертый аргумент имеет значение MAP SHARED, что позволяет процессам видеть изменения, вносимые друг другом. Функция возвращает адрес начала участка разделяемой памяти, мы сохраняем его в переменной ptr.

fork

20-34 Мы отключаем буферизацию стандартного потока вывода и вызываем fork. И родительский, и дочерний процессы по очереди увеличивают значение целого, на которое указывает ptr.

Отображенные в память файлы обрабатываются при вызове fork специфическим образом в том смысле, что созданные родительским процессом отображения наследуются дочерним процессом. Следовательно, открыв файл и вызвав шар с флагом MAP SHARED, мы получили область памяти, совместно используемую родительским и дочерним процессами. Более того, поскольку эта общая область на самом деле представляет собой отображенный файл, все изменения, вносимые в нее (область памяти, на которую указывает ptr, - размером sizeof (int)), также действуют и на содержимое реального файла (имя которого было указано в командной строке).

Запустив эту программу на выполнение, мы увидим, что память, на которую указывает ptr, действительно используется совместно родительским и дочерним процессами. Приведем значения счетчика перед переключением процессов:

Solaris % 1псг2 /tmp/temp.l 10000

child: О запускается дочерний процесс

child: 1

child: 128

child: 129 parent: 130 parent: 131

parent: 636 parent: 637 child: 638 child: 639

дочерний процесс приостанавливается, запускается родительский процесс

родительский процесс приостанавливается, запускается дочерний процесс

child: 1517 child: 1518 parent parent

1519 1520

дочерний процесс приостанавливается, запускается родительский процесс

parent: 19999 последняя строка вывода Solaris od -D /tmp/temp.l 0000000 0000020000 0000004

Поскольку использовалось отображение файла в память, мы можем взглянуть на его содержимое с помощью программы od и увидеть, что окончательное значение счетчика (20 ООО) действительно было сохранено в файле.

На рис. 12.6 изображена схема, отличающаяся от рис. 12.4. Здесь используется разделяемая память и показано, что семафор также используется совместно. Семафор мы изобразили размещенным в ядре, но для семафоров Posix это не обязательно. В зависимости от реализации семафор может обладать различной живучестью, но она должна быть по крайней мере не меньше живучести ядра. Семафор может быть реализован также через отображение файла в память, что мы продемонстрировали в разделе 10.15.

выполняется зта команда родительского процесса

родительский процесс

infptn

if(Fork()==0) { Г child */

Г parent */

разделяемая память

счетчик

выполняется эта команда - дочернего процесса

дочерний процесс

int *ptr;

if(Fork()==0) { /* child */

/* parent */

процесс ядро

семафор:

О или 1

Рис. 12.6. Родительский и дочерний процессы используют разделяемую память и общий семафор