Есть ли в Linux механизм проецирования файлов на память?

[Гость]

Добрый день!

Проецирование файлов на память - одно из ключевых механизмов Win32, повышающий быстродействие приложений и снижающий их ресурсоёмкость.

Существует ли подобный механизм для Linux?

Я - не программист, просто компьютерный автор. Освещения этого вопроса требует редакция.

Заранее спасибо!

[Гость]

Есть конечно. этого требует стандарт POSIX. Иначе бы Linux не являлся Unix-подобной ОС

Делается это с помощью системного вызова mmap или munmap

MMAP(2) Linux Programmer's Manual MMAP(2)

НАЗВАНИЕ

mmap, munmap - отражает файлы или устройства в памяти или

снимает их отражение

СИНТАКСИС

#include

#include

#ifdef _POSIX_MAPPED_FILES

void * mmap(void *start, size_t length, int prot , int

flags, int fd, off_t offset);

int munmap(void *start, size_t length);

#endif

ОПИСАНИЕ

Функция mmap отражает length байтов, начиная со смещения

offset файла (или другого объекта), определенного файловым

описателем fd, в память, начиная с адреса start.

Последний параметр (адрес) необязателен, и обычно бывает

равен 0. Настоящее местоположение отраженных данных

возвращается самой функцией mmap, и никогда не бывает

равным 0.

Аргумент prot описывает желаемый режим защиты памяти (он

не должен конфликтовать с режимом открытия файла). Оно

является либо PROT_NONE либо побитовым ИЛИ одного или

нескольких флагов PROT_*.

PROT_EXEC (данные в страницах могут исполняться);

PROT_READ (данные можно читать);

PROT_WRITE (в эту область можно записывать информацию);

PROT_NONE (доступ к этой области памяти запрещен).

Параметр flags задает тип отражаемого объекта, опции

отражения и указывает, принадлежат ли отраженные данные

только этому процессу или их могут читать другие. Он

состоит из комбинации следующих битов:

MAP_FIXED Не использовать другой адрес, если адрес задан

в параметрах функции. Если заданный адрес не

может быть использован, то функция mmap вернет

сообщение об ошибке. Если используется

MAP_FIXED, то start должен быть пропорционален

размеру страницы. Использование этой опции не

рекомендуется.

MAP_SHARED Разделить использование этого отражения с

другими процессами, отражающими тот же объект.

Запись информации в эту область памяти будет

эквивалентна записи в файл. Файл может не

обновляться до вызова функций msync(2) или mun-

map(2).

MAP_PRIVATE

Создать неразделяемое отражение с механизмом

copy-on-write. Запись в эту область памяти не

влияет на файл. Не определено, являются или

нет изменения в файле после вызова mmap

видимыми в отраженном диапазоне.

Вы должны задать либо MAP_SHARED, либо MAP_PRIVATE.

Эти три флага описаны в POSIX.1b (бывшем POSIX.4) and

SUSv2. В Linux также анализируются следующие

нестандартные флаги:

MAP_DENYWRITE

Этот флаг игнорируется. (Раньше он обозначал, что

попытки записи в подчиненные файлы должны

завершаться с кодом ошибки ETXTBUSY. Но это стало

основой для атак типа 'отказ-в-доступе' - 'denial-

of-service'.)

MAP_EXECUTABLE

Этот флаг игнорируется.

MAP_NORESERVE

(Используется вместе с MAP_PRIVATE.) Не выделяет

страницы пространства подкачки для этого

отображения. Если пространство подкачки

выделяется, то это частное пространство

копирования-при-записи может быть изменено. Если

оно не выделено, то можно получить SIGSEGV при

записи и отсутствии доступной памяти.

MAP_LOCKED

Если установлено, то отображенные страницы не будут

кэшироваться в подкачке.

MAP_GROWSDOWN

Используется для стеков. Для VM системы ядра

обозначает, что отображение должно распространяться

вниз по памяти.

MAP_ANONYMOUS

Отображение не резервируется ни в каком файле;

аргументы fd и offset игнорируются. Этот флаг

вместе с MAP_SHARED реализован с Linux 2.4.

MAP_ANON

Псевдоним для MAP_ANONYMOUS. Не используется.

MAP_FILE

Флаг совместимости. Игнорируется.

Некоторые системы документируют дополнительные флаги

MAP_AUTOGROW, MAP_AUTORESRV, MAP_COPY и MAP_LOCAL.

fd должно быть корректным описателем файла, если только не

установлено MAP_ANONYMOUS, так как в этом случае аргумент

игнорируется.

offset должен быть пропорционален размеру страницы,

получаемому при помощи функции getpagesize(2).

Memory mapped by mmap is preserved across fork(2), with

the same attributes.

A file is mapped in multiples of the page size. For a file

that is not a multiple of the page size, the remaining

memory is zeroed when mapped, and writes to that region

are not written out to the file. The effect of changing

the size of the underlying file of a mapping on the pages

that correspond to added or removed regions of the file is

unspecified. Системный вызов munmap удаляет все отражения

из заданной области памяти, после чего все ссылки на

данную область будут вызывать ошибку "неправильное

обращение к памяти" (invalid memory reference). Отражение

удаляется автоматически при завершении процесса. С другой

стороны, закрытие файла не приведет к снятию отражения.

Адрес start должно быть кратен размеру страницы. Все

страницы, содержащие часть указанного диапазона, не

отображены, и последующие ссылки на эти страницы будут

генерировать SIGSEGV. Это не будет являться ошибкой, если

указанный диапазон не содержит отображенных страниц. Для

отображений 'файл-бэкэнд' поле st_atime отображаемого

файла может быть обновлено в любой момент между mmap() и

соответствующим снятием отображения; первое обращение к

отображенной странице обновит поле, если оно до этого уже

не было обновлено.

Поля st_ctime и st_mtime файла, отображенного по

PROT_WRITE и MAP_SHARED, будут обновлены после записи в

отображенний диапазон, и до вызова последующего msync() с

флагом MS_SYNC или MS_ASYNC, если такой случится.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

При удачном выполнении mmap возвращает указатель на

область с отраженными данными. При ошибке возвращается

значение MAP_FAILED (-1), а переменная errno приобретает

соответствующее значение. При удачном выполнении munmap

возвращаемое значение равно нулю. При ошибке возвращается

-1, а переменная errno приобретает соответствующее

значение. (Вероятнее всего, это будет EINVAL).

КОДЫ ОШИБОК

EBADF fd не является правильным файловым описателем (и не

задано MAP_ANONYMOUS).

EACCES Описатель файла ссылается на не обычный файл. Или

была запрошена опция MAP_PRIVATE, но fd не открыт

для чтения. Или была запрошена опция MAP_SHARED с

установленным битом PROT_WRITE, а fd не открыт в

режиме чтения/записи (O_RDWR). Или установлен

PROT_WRITE, но файл доступен только-для-дополнения.

EINVAL Неправильные значения start, length или offset.

(Т.е., они либо слишком велики, либо не выровнены

по границе страницы.)

ETXTBSY

Была задана опция MAP_DENYWRITE, но заданный объект

fd открыт для записи.

EAGAIN Файл заблокирован, или блокируется слишком много

памяти.

ENOMEM Недостаточно памяти в системе, или было превышено

максимальное число отображения процесса.

ENODEV Связанная файловая система для указанного файла не

поддерживает отображение памяти.

Использование отражаемой области памяти может привести к

следующим сигналам:

SIGSEGV

(попытка записи в область памяти, заданную mmap как

область для чтения);

SIGBUS (попытка доступа к части буфера, которая не

является файлом; например, она может находиться за

пределами файла. Подобной является ситуация, когда

другой процесс уменьшает длину файла).

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ

SVr4, POSIX.1b (бывший POSIX.4), 4.4BSD, SUSv2. SVr4

описывает дополнительные коды ошибок ENXIO и ENODEV.

SUSv2 описывает дополнительные коды ошибок EMFILE и EOVER-

FLOW.

СМ. ТАКЖЕ

getpagesize(2), mremap(2), msync(2), shm_open(2), B.O.

Gallmeister, POSIX.4, O'Reilly, pp. 128-129 and 389-391.

Linux 2.3.51 25 March 2000 MMAP(2)

[Гость]

Спасибо за исчерпывающий ответ!

[Гость]

# man mmap