Linux программирование в примерах

4. Возьмите одну из своих программ. Интернационализируйте ее с использованием GNU gettext. Постарайтесь найти кого-нибудь, кто говорит на другом языке, чтобы перевести для вас сообщения. Откомпилируйте перевод и протестируйте его, использовав bindtextdomain. Какова была реакция вашего переводчика при виде использования перевода?

Глава 14 Расширенные интерфейсы

В данной главе описываются несколько расширенных API. Они сходны по своей природе с описанными ранее в книге или предоставляют дополнительные возможности. Некоторые из них трудно было свободно обсуждать, пока не были освещены предварительные темы.

Порядок представления здесь соответствует порядку глав в первой половине книги. В другом отношении темы не связаны друг с другом. Мы освещаем следующие вопросы: динамическое выделение выровненной памяти; блокировку файлов; ряд функций, работающих со значениями долей секунды; и более развитый набор функций для сохранения и получения произвольных значений данных. Если не указано противное, все API в данной главе включены в стандарт POSIX.

14.1. Выделение выровненной памяти: posix_memalign и memalign

Для большинства задач отлично подходят стандартные процедуры выделения памяти — malloc, realloc и т.д. Но иногда может понадобиться память, которая выровнена тем или иным способом. Другими словами, адрес первого выделенного байта является кратным какого-нибудь числа. (Например, на некоторых системах копирование памяти осуществляется значительно быстрее, если используются буфера, выровненные по границе слова.) Такую службу предоставляют две функции:

#include <stdlib.h>

int posix_memalign(void **memptr, size_t alignment, size_t size);
 /* POSIX ADV */
void *memalign(size_t boundary, size_t size); /* Обычная */

posix_memalign является более новой функцией; она является частью другого необязательного расширения, «Консультативной информации» («Advisory Information»). Работа функции отличается от других функций выделения памяти Linux. При наличии проблемы она не возвращает -1. Вместо этого возвращаемое значение равно 0 при успехе или значению errno в случае неудачи. Аргументы следующие:

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).