Linux программирование в примерах

Роббинс Арнольд

void **memptr

Указатель на переменную

void*

. Указываемая переменная будет содержать адрес выделенного блока памяти. Выделенная память освобождается с помощью

free

.

size_t alignment

Требуемое выравнивание. Оно должно быть кратно

sizeof(void*)

и быть степенью двойки.

size_t size

Число выделяемых байтов.

memalign

является нестандартной, но широко доступной функцией, которая работает сходным образом. Возвращаемое значение равно

NULL

в случае неудачи и запрошенному блоку памяти при успехе, причем

boundary

(степень

двойки) обозначает выравнивание, a

size

— затребованный размер памяти.

Традиционно выделенная

memalign

память не могла быть освобождена с помощью

free

, поскольку

memalign

использовала для выделения памяти

malloc

и возвращала указатель на выровненный подходящим образом байт где-то внутри блока. Версия GLIBC не имеет этой проблемы. Из этих двух функций следует использовать

posix_memalign

, если она у вас есть.

14.2. Блокировка файлов

Современные системы Unix, включая GNU/Linux, дают вам возможность заблокировать часть файла или весь файл для чтения или записи. Подобно многим частям Unix API, которые были разработаны после V7, имеется несколько несовместимых способов осуществить блокировку файлов. Данный раздел рассматривает эти возможности.

14.2.1. Концепции блокировки файлов

Также, как замок на вашей двери предотвращает нежелательные проникновения в ваш дом, блокировка файла предотвращает доступ к данным в файле. Блокировка файлов была добавлена в Unix после разработки V7 (от которой происходят все современные системы Unix), и соответственно в течение некоторого времени в различных системах Unix были доступны и использовались несколько несовместимых механизмов блокировки файлов. Как в BSD Unix, так и в System V были собственные несочетающиеся вызовы для блокировки. В конечном счете POSIX формализовал способ осуществления блокировки файлов System V. К счастью, названия функций в System V и BSD были различны, так что GNU/Linux, в попытке угодить всем, поддерживает обе разновидности блокировок.

Табл. 14.1 суммирует различные виды блокировок.

Таблица 14.1. Функции блокировки файлов

Источник	Функция	Диапазон	Весь файл	Чтение/запись	Вспомогательный	Обязательный
BSD	flock		√	√	√
POSIX	fcntl	√	√	√	√	√
POSIX	lockf	√	√	√	√	√

Имеются следующие аспекты блокировки файлов:

Блокировка записей

Блокировка записи является блокировкой части файла. Поскольку файлы Unix являются просто потоками байтов, было бы корректнее использовать термин блокировка диапазона (range lock), поскольку осуществляется блокировка диапазона байтов. Тем не менее, термин «блокировка записей» общеупотребительный.

Блокировка всего файла

Блокировка

всего файла, как предполагает название, блокирует весь файл, даже если его размер меняется в блокированном состоянии. Интерфейс BSD предусматривает блокирование лишь всего файла. Для блокирования всего файла с использованием интерфейса POSIX указывают нулевую длину. Это интерпретируется особым образом как «весь файл».

Блокировка чтения

Блокировка чтения предотвращает запись в читаемую область. В файле может быть несколько заблокированных для чтения участков, даже в одной области файла, не мешающих друг другу, поскольку к данным осуществляется лишь доступ и они не изменяются.

Блокировка записи

Блокировка записи предоставляет исключительный доступ к записываемой области. Если эта область заблокирована также и для чтения, попытка получения блокировки записи либо блокируется, либо завершается неудачей в зависимости от запрошенного типа блокировки. После получения блокировки записи попытка получить блокировку чтения завершается неудачей.

Вспомогательная блокировка

Вспомогательная блокировка (advisory lock) тесно соответствует замку на двери. Говорят, «замки существуют для честных людей», что означает, что если кто-нибудь на самом деле захочет вломиться в ваш дом, он, возможно, найдет способ это сделать, несмотря на наличие замка в двери. То же и со вспомогательной блокировкой; она работает лишь тогда, когда тот, кто пытается получить доступ к заблокированному файлу, сначала пытается получить блокировку. Однако, программа может совершенно игнорировать вспомогательные блокировки и делать с файлом, что захочет (конечно, пока это разрешается правами допуска файла).

Обязательная блокировка

Обязательная блокировка является более строгой: когда установлена обязательная блокировка, ни один другой процесс не может получить доступ к заблокированному файлу. Любой процесс, который пытается игнорировать это, либо сам блокируется до снятия блокировки файла, либо его попытка завершится неудачей. (Под GNU/Linux по крайней мере это включает

root

!)

Вспомогательная блокировка достаточна для взаимодействующих программ, разделяющих индивидуальный файл, когда не предполагается использование этого файла ни одним другим приложением. Обязательная блокировка подходит в ситуации, когда избежание конфликта в использовании файла является критическим, как в коммерческих системах баз данных.

POSIX стандартизует лишь вспомогательную блокировку. Обязательная блокировка доступна на GNU/Linux, а также в ряде коммерческих систем Unix, но детали варьируют. Далее в данном разделе мы рассмотрим детали для GNU/Linux.

14.2.2. Блокировка POSIX:

fcntl

и

lockf

Системный вызов

fcntl

(file control — управление файлом) используется для блокировки файла. (Другое использование

fcntl

было описано в разделе 9.4.3 «Управление атрибутами файла:

fcntl

».) Он объявлен следующим образом:

#include <unistd.h> /* POSIX */

#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd, int cmd); /* Not relevant for file locking */

int fcntl(int fd, int cmd, long arg); /* Not relevant for file locking */

int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

Аргументы следующие:

fd

Дескриптор файла для открытого файла.

cmd

Одна или более именованных констант, определенных в

<fcntl.h>

. Ниже они описаны более подробно.