Linux: Полное руководство
Шрифт:
26.7. Разделяемые сегменты памяти
Сегменты памяти разделяются между несколькими процессами. Один процесс создает сегмент памяти, а другие в любом количестве — используют. Разделяемые сегменты памяти — это самый быстрый способ IPC.
Для каждого разделяемого сегмента памяти ядро поддерживает специальную структуру — shmid_ds, описанную в файле
Я немного сократил эту структуру, оставив описание только нужных нам полей. Полагаю, что вы в нем разберетесь. Возможно, вас заинтересовали термины «привязка» и «отвязка». Привязка — это размещение сегмента в адресном пространстве процесса, подключение к разделяемому сегменту памяти (РСП). Отвязка, соответственно, — отключение, Поле shm_nattch содержит количество привязок к РСП на данный момент.
Для создания нового РСП используется системный вызов shmget. Этот же вызов используется для подключения к уже существующему РСП.
Первый аргумент — это ключ IPC, полученный с помощью ftok, второй — размер РСП в байтах, а третий — флаги системного вызова shmget. Если установлен флаг IPC_CREAT, системный вызов создаст новый РСП или подключится к уже существующему сегменту, если обнаружится, что уже есть такой сегмент (с таким же значением ключа). Если установлен флаг IPC_EXCL вместе с IPC_CREAT (сам по себе он бесполезен) подключение к существующему РСП запрещается.
Системный вызов shmget возвращает
идентификатор РСП или -1, если произошла ошибка. Переменная errno устанавливается так:♦ EACCESS — не хватает полномочий для доступа к сегменту;
♦ EINVAL — неправильно заданы размеры сегмента;
♦ EEXISTS — сегмент уже существует, создание невозможно. Вы получите эту ошибку, если будете использовать флаг IPC_EXCL вместе с IPC_CREAT при условии, что сегмент уже существует;
♦ IDRM — сегмент помечен на удаление или уже удален;
♦ ENOMEM — не хватает памяти для создания сегмента.
Приведем пример функции открытия/создания РСП:
После получения идентификатора РСП мы должны «привязаться» к этому сегменту, то есть разместить сегмент в своем адресном пространстве. Для этого используется системный вызов shmat (shared memory attachment):
Первый аргумент — это идентификатор РСП, который мы получаем с помощью предыдущего вызова. Второй аргумент — это адрес привязки. Если указать вместо адреса ноль, то ядро само найдет нераспределенную область.
Третий аргумент — это флаги. Обычно используется два флага:
♦ SHM_RND — переданный адрес будет округлен до ближайшей страницы (если вы сами указываете адрес);
♦ SHM_RDONLY — РСП будет доступен только для чтения.
В случае успеха shmat возвращает адрес, по которому сегмент был привязан к процессу, или -1, если произошла ошибка. Переменная errno может принимать всего три значения:
♦ EACCESS — нет доступа;
♦ ENOMEM — не хватает памяти;
♦ EINVAL — ошибка в параметрах, то есть неправильное значение ID или адреса привязки (shmaddr).
Пример привязки:
После привязки сегмента к адресному пространству доступны операции чтения и записи, которые очень напоминают работу с простыми указателями.
Для снятия привязки используется системный вызов shmdt:
В случае ошибки данный системный вызов возвращает -1. Значение errno только одно: EINVAL, то есть вы неправильно указали адрес привязки. После отвязки значение элемента shm_nattch структуры shmid_ds уменьшается на 1. Если больше нет привязок, то есть shm_nattch = 0, сегмент будет удален ядром.
Для управления РСП используется системный вызов shmctl:
Первый аргумент — это идентификатор РСП, второй — команда, а третий — буфер для команд IPC_STAT/IPC_SET. Команд для управления три:
♦ IPC_STAT — сохраняет структуру shmid_ds по адресу buf;
♦ IPC_SET — берет значение элемента ipc_perm структуры shmid_ds и устанавливает его для сегмента. Значение берется из buf;
♦ IPC_RMID — помечает сегмент для удаления, само удаление произойдет, как только последний процесс отвяжется от сегмента. Если сегмент помечен на удаление, ни один процесс не сможет привязаться к сегменту.