Linux: Полное руководство

 /* Нужно указать нашу локальную копию структуры */
 opts.buf = &semds;
 if ((res = semctl(semid, 0, IPC_STAT, opts)) == -1) {
 printf("Error");
 exit(1);
 }
 printf("Старые права доступа %o\n",
 opts.buf->sem_perm.mode);
 /* Изменяем права доступа */
 sscanf(mode, "%ho", &opts.buf->sem_perm.mode);
/* Обновляем внутреннюю структуру */
 semctl(sid, 0, IPC_SET, opts);
}

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 /usr/src/linux/include/linux/shm.h:

struct shmid_ds {
 struct ipc_perm shm_perm; /* права доступа */
 int shm_segsz; /* размеры сегмента в байтах */
 time_t shm_atime; /* время последней привязки */
 time_t shm_dtime; /* время последней отвязки */
 time_t shm_ctime; /* время последнего изменения */
 unsigned short shm_cpid; /* PID создателя */
 /* PID последнего процесса-пользователя сегмента */
 unsigned short shm_lpid;
 short shm_nattch; /* число привязок */
 unsigned short shm_npages;
 /* размеры сегмента (в страницах) */
 /* массив указателей на $frames -> S$*/
 unsigned long *shm_pages;
 struct vm_area_struct *attaches;
 /* дескрипторы для привязок */
};

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.

int shmget(key_t key, int size, int shmflg);

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:

int open_shms(key_t key, int size) {
 return (shmget(key, size, IPC_CREAT | 0660 )) == -1));
}

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):

int shmat(int shmid, char *shmaddr, int shmflg);

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:

char *ptr;
prt = shmat(sh_id,0,0);

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:

int shmdt(char *shmaddr);

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:

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

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.