Уильям Стивенс - UNIX: взаимодействие процессов
Флаг oflag представляет собой комбинацию флагов доступа на чтение и запись из табл. 3.3. К ним могут быть добавлены с помощью логического сложения флаги IPC_CREAT или IPC_CREAT | IPC_EXCL, как уже говорилось в связи с рис. 3.2.
Новый сегмент инициализируется нулями.
Обратите внимание, что функция shmget создает или открывает сегмент разделяемой памяти, но не дает вызвавшему процессу доступа к нему. Для подключения сегмента памяти предназначена функция shmat, описанная в следующем разделе.
14.3. Функция shmat
После создания или открытия сегмента разделяемой памяти вызовом shmget его нужно подключить к адресному пространству процесса вызовом shmat:
#include <sys/shm.h>
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int flag);
/* Возвращает начальный адрес полученной области в случае успешного завершения. –1 –в случае ошибки */
Аргумент shmid — это идентификатор разделяемой памяти, возвращенный shmget. Функция shmat возвращает адрес начала области разделяемой памяти в адресном пространстве вызвавшего процесса. Правила, по которым формируется этот адрес, таковы:
■ если аргумент shmaddr представляет собой нулевой указатель, система сама выбирает начальный адрес для вызвавшего процесса. Это рекомендуемый (и обеспечивающий наилучшую совместимость) метод;
■ если shmaddr отличен от нуля, возвращаемый адрес зависит от того, был ли указан флаг SHM_RND (в аргументе flag ):
□ если флаг SHM_RND не указан, разделяемая память подключается непосредственно с адреса, указанного аргументом shmaddr,
□ если флаг SHM_RND указан, сегмент разделяемой памяти подключается с адреса, указанного аргументом shmaddr, округленного вниз до кратного константе SHMLBA. Аббревиатура LBA означает lower boundary address — нижний граничный адрес.
По умолчанию сегмент подключается для чтения и записи, если процесс обладает соответствующими разрешениями. В аргументе flag можно указать константу SHM_RDONLY, которая позволит установить доступ только на чтение.
14.4. Функция shmdt
После завершения работы с сегментом разделяемой памяти его следует отключить вызовом shmdt:
#include <sys/shm.h>
int shmdt(const void *shmaddr);
/* Возвращает 0 в случае успешного завершения, –1 – в случае ошибки */
При завершении работы процесса все сегменты, которые не были отключены им явно, отключаются автоматически.
Обратите внимание, что эта функция не удаляет сегмент разделяемой памяти. Удаление осуществляется функцией shmctl с командой IPC_RMIO.
14.5. Функция shmctl
Функция shmctl позволяет выполнять различные операции с сегментом разделяемой памяти:
#include <sys/shm.h>
int shmctl(int shmid, int and, struct shmid_ds *buff);
/* Возвращает 0 в случае успешного завершения, –1 в случае ошибки */
Команд (значений аргумента cmd) может быть три:
■ IPC_RMID — удаление сегмента разделяемой памяти с идентификатором shmid из системы;
■ IPC_SET — установка значений полей структуры shmid_ds для сегмента разделяемой памяти равными значениям соответствующих полей структуры, на которую указывает аргумент buff: shm_perm.uid, shm_perm.gid, shm_perm.mode. Значение поля shm_ctime устанавливается равным текущему системному времени;
■ IPC_STAT — возвращает вызывающему процессу (через аргумент buff) текущее значение структуры shmid_ds для указанного сегмента разделяемой памяти.
14.6. Простые программы
В этом разделе приведено несколько примеров простых программ, иллюстрирующих работу с разделяемой памятью System V.
Программа shmget
Программа shmget, текст которой приведен в листинге 14.1,[1] создает сегмент разделяемой памяти, принимая из командной строки полное имя и длину сегмента.
Листинг 14.1. Создание сегмента разделяемой памяти System V указанного размера//svshm/shmget.c
1 #include "unpipc.h"
2 int
3 main(int argc, char **argv)
4 {
5 int c, id, oflag;
6 char *ptr;
7 size_t length;
8 oflag = SVSHM_MODE | IPC_CREAT;
9 while ((c = Getopt(argc, argv, "e")) != –1) {
10 switch (c) {
11 case 'e':
12 oflag |= IPC_EXCL;
13 break;
14 }
15 }
16 if (optind != argc – 2)
17 err_quit("usage: shmget [ –e ] <pathname> <length>");
18 length = atoi(argv[optind + 1]);
19 id = Shmget(Ftok(argv[optind], 0), length, oflag);
20 ptr = Shmat(id, NULL, 0);
21 exit(0);
22 }
19 Вызов shmget создает сегмент разделяемой памяти указанного размера. Полное имя, передаваемое в качестве аргумента командной строки, преобразуется в ключ IPC System V вызовом ftok. Если указан параметр –е, наличие существующего сегмента с тем же именем приведет к возвращению ошибки. Если мы знаем, что сегмент уже существует, в командной строке должна быть указана нулевая длина.
20 Вызов shmat подключает сегмент к адресному пространству процесса. После этого программа завершает работу. Разделяемая память System V обладает поменьшей мере живучестью ядра, поэтому сегмент разделяемой памяти при этом не удаляется.
Программа shmrmid
В листинге 14.2 приведен текст тривиальной программы shmrmid, которая вызывает shmctl с командой IPC_RMID для удаления сегмента разделяемой памяти из системы.
Листинг 14.2. Удаление сегмента разделяемой памяти system V из системы//svshm/shmrmid.c
1 #include "unpipc.h"
2 int
3 main(int argc, char **argv)
4 {
5 int id;
6 if (argc != 2)
7 err_quit("usage: shmrmid <pathname>");
8 id = Shmget(Ftok(argv[1], 0), 0, SVSHM_MODE);
9 Shmctl(id, IPC_RMID, NULL);
10 exit(0);
11 }
Программа shmwrite
В листинге 14.3 приведен текст программы shmwrite, которая заполняет сегмент разделяемой памяти последовательностью значений 0, 1, 2, …, 254, 255, 0, 1 и т. д.
Листинг 14.3. Заполнение сегмента разделяемой памяти последовательностью чисел//svshm/shmwrite.c
1 #include "unpipc.h"
2 int
3 main(int argc, char **argv)
4 {
5 int i, id;
6 struct shmid_ds buff;
7 unsigned char *ptr;
8 if (argc != 2)
9 err_quit("usage: shmwrite <pathname>");
10 id = Shmget(Ftok(argv[1], 0), 0, SVSHM_MODE);
11 ptr = Shmat(id, NULL, 0);
12 Shmctl(id, IPC_STAT, &buff);
13 /* присваиваем: ptr[0] = 0, ptr[1] = 1 и т. д. */
14 for (i = 0; i < buff.shm_segsz; i++)
15 *ptr++ = i % 256;
16 exit(0);
17 }
10-12 Сегмент разделяемой памяти открывается вызовом shmget и подключается вызовом shmat. Его размер может быть получен вызовом shmctl с командой IPC_STAT.
13-15 В разделяемую память записывается последовательность значений.
Программа shmread
Программа shmread, текст которой приведен в листинге 14.4, проверяет последовательность значений, записанную в разделяемую память программой shmwrite.
Листинг 14.4. Проверка значений в сегменте разделяемой памяти//svshm/shmread.c
1 #include "unpipc.h"
2 int
3 main(int argc, char **argv)
4 {
5 int i, id;
6 struct shmid_ds buff;
7 unsigned char c, *ptr;
8 if (argc != 2)
9 err_quit("usage: shmread <pathname>");
10 id = Shmget(Ftok(argv[1], 0), 0, SVSHM_MODE);
11 ptr = Shmat(id, NULL, 0);
12 Shmctl(id, IPC_STAT, &buff);
13 /* проверка значений ptr[0] = 0, ptr[1] = 1 и т. д. */
14 for (i = 0; i < buff.shm_segsz; i++)
15 if ((c = *ptr++) != (i % 256))
16 err_ret("ptr[%d] = %d", i.e);
17 exit(0);
18 }
10-12 Открываем и подключаем сегмент разделяемой памяти. Его размер может быть получен вызовом shmctl с командой IPC_STAT. 13-16 Проверяется последовательность, записанная программой shmwrite.
Примеры
Создадим сегмент разделяемой памяти длиной 1234 байта в системе Solaris 2.6. Для идентификации сегмента используем полное имя нашего исполняемого файла shmget. Это имя будет передано функции ftok. Имя исполняемого файла сервера часто используется в качестве уникального идентификатора для данного приложения:
solaris % shmget shmget 1234
solaris % ipcs –bmo
IPC status from <running system> as of Thu Jan 8 13:17:06 1998
T ID KEY MODE OWNER GROUP NATTCH SEGSZ
Shared Memory:
m 1 0x0000f12a –rw-r--r-- rstevens other1 0 1234
