Операционная система UNIX

1. Если аргумент shmaddr нулевой, то система самостоятельно выбирает адрес.

2. Если аргумент shmaddr отличен от нуля, значение возвращаемого адреса зависит от наличия флажка SHM_RND в аргументе shmflag:

 • Если флажок SHM_RND не установлен, система присоединяет разделяемую память к указанному shmaddr адресу.

 • Если флажок SHM_RND установлен, система присоединяет разделяемую память к адресу, полученному округлением в меньшую сторону shmaddr до некоторой определенной величины SHMLBA.

По умолчанию разделяемая память присоединяется с правами на чтение и запись. Эти права можно изменить, указав флажок SHM_RDONLY в аргументе shmflag.

Таким образом, несколько процессов могут отображать область разделяемой памяти в различные участки собственного виртуального адресного пространства, как это показано на рис. 3.20.

Рис. 3.20. Совместное использование разделяемой памяти

Окончив работу с разделяемой памятью, процесс отключает (detach) область вызовом shmdt(2):

 #include <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/shm.h>

 int shmdt(char *shmaddr);

При работе с разделяемой памятью необходимо синхронизировать выполнение взаимодействующих процессов: когда один из процессов записывает данные в разделяемую память, остальные процессы ожидают завершения операции. Обычно синхронизация обеспечивается с помощью семафоров, назначение и число которых определяется конкретным использованием разделяемой памяти.

Можно привести примерную схему обмена данными между двумя процессами (клиентом и сервером) с использованием разделяемой памяти. Для синхронизации процессов использована группа из двух семафоров. Первый семафор служит для блокирования доступа к разделяемой памяти, его разрешающий сигнал — 0, а 1 является запрещающим сигналом. Второй семафор служит для сигнализации серверу о том, что клиент начал работу. Необходимость применения второго семафора обусловлена следующими обстоятельствами: начальное состояние семафора, синхронизирующего работу с памятью, является открытым (0), и вызов сервером операции заблокирует обращение к памяти для клиента. Таким образом, сервер должен вызвать операцию mem_lock только после того, как разделяемую память заблокирует клиент. Назначение второго семафора заключается в уведомлении сервера, что клиент начал работу, заблокировал разделяемую память и начал записывать данные в эту область. Теперь, при вызове сервером операции mem_lock его выполнение будет приостановлено до освобождения памяти клиентом, который делает это после окончания записи строки "Здравствуй, Мир!".

shmem.h:

 #define MAXBUFF 80
 #define PERM 0666

 /* Структура данных в разделяемой памяти */
 typedef struct mem_msg {
  int segment;
  char buff[MAXBUFF];
 } Message;

 /* Ожидание начала выполнения клиента */
 static struct sembuf proc_wait[1] = { 1, -1, 0 };
 /* Уведомление сервера о том, что клиент начал работу */
 static struct sembuf proc_start[1] = {
  1, 1, 0
 };

 /* Блокирование разделяемой памяти */
 static struct sembuf mem_lock[2] = {
  0, 0, 0,
  0, 1, 0
 };

/* Освобождение ресурса */
 static struct sembuf mem_unlock[1] = {
  0, -1, 0
 };

Сервер:

 #include <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/sem.h>
 #include <sys/shm.h>
 #include "shmem.h"

 main {
  Message* msgptr;
  key_t key;
  int shmid, semid;
  /* Получим ключ, Один и тот же ключ можно использовать как
  для семафора, так и для разделяемой памяти */
  if ((key = ftok("server", 'A')) < 0) {
  printf("Невозможно получить ключ\n");
  exit(1);
  }

  /* Создадим область разделяемой памяти */
  if ((shmid = shmget(key, sizeof(Message),
  PERM | IPC_CREAT)) < 0) {
  printf("Невозможно создать область\n");
  exit(1);
  }
  /* Присоединим ее */
  if ((msgptr = (Message*)shmat(shmid, 0, 0)) < 0) {
  printf("Ошибка присоединения\n");
  exit(1);
  }
  /* Создадим группу из двух семафоров:
  Первый семафор - для синхронизации работы
  с разделяемой памятью. Второй семафор -
  для синхронизации выполнения процессов */

  if ((semid = semget(key, 2, PERM | IPC_CREAT)) < 0) {
  printf("Невозможно создать семафор\n");
  exit(1);
  }

  /* Ждем, пока клиент начнет работу и заблокирует разделяемую память */
  if (semop(semid, &proc_wait[0], 1) < 0) {
  printf("Невозможно выполнить операции\n");
  exit(1);
  }
  /* Ждем, пока клиент закончит запись в разделяемую память
  и освободит ее. После этого заблокируем ее */
  if (semop(semid, &mem_lock[0], 2) < 0) {
  printf("Невозможно выполнить операцию\n");
  exit(1);
  }
  /* Выведем сообщение на терминал */
  printf(%s, msgptr->buff);

  /* Освободим разделяемую память */