Основы программирования в Linux

Флаги прав доступа к совместно используемой памяти очень полезны, поскольку позволяют процессу создать совместно используемую память, в которую могут писать процессы, принадлежащие создателю этой разделяемой памяти, а процессы, созданные другими пользователями, могут только читать этот сегмент памяти. Вы можете использовать этот механизм для обеспечения эффективного доступа к данным только для чтения, поместив их в совместно используемую память без какого- либо риска их повреждения другими пользователями.

Если совместно используемая память создана успешно, shmget вернет неотрицательное целое, идентификатор совместно используемой памяти. В случае аварийного завершения функция вернет -1.

shmat

Когда вы впервые создаете сегмент совместно используемой памяти, он недоступен ни одному процессу. Для того чтобы обеспечить доступ к совместно используемой памяти, нужно присоединить ее к адресному пространству процесса. Делается это с помощью функции shmat:

  void *shmat(int shm_id, const void *shm_addr, int shmflg);

Первый параметр shm_id — идентификатор совместно используемой области памяти, возвращаемый функцией shmget.

Второй параметр shm_addr — адрес, по которому совместно используемая память присоединяется к текущему процессу. Почти всегда его следует задавать пустым указателем, что позволяет системе выбрать адрес для доступа к совместно используемой памяти.

Третий параметр shmflg — набор поразрядных флагов. Два возможных значения: SHM_RND, в сочетании с shm_addr управляющее адресом, по которому присоединяется к процессу совместно используемая память, и SHM_RDONLY, которое делает присоединенную память доступной только для чтения. Очень редко возникает необходимость управлять адресом присоединения совместно используемой памяти. Как правило, следует позволить системе выбрать для вас адрес, поскольку в противном случае приложение станет в значительной степени аппаратно-зависимым.

Если вызов shmat завершился успешно, он вернет указатель на первый байт совместно используемой памяти. В случае аварийного завершения возвращается -1.

Наличие доступа для чтения совместно используемой памяти и записи в нее зависит от владельца (создателя сегмента совместно используемой памяти), прав доступа и владельца текущего процесса. Права доступа к совместно используемой памяти подобны правам доступа к файлам.

Исключение из этого правила возникает, если выражение shmflg & SHM_RDONLY равно true. В этом случае в совместно используемую память нельзя писать, даже если права доступа предоставляют такую возможность.

shmdt

Функция shmdt отсоединяет совместно используемую память от текущего процесса. Она принимает указатель на адрес, возвращенный функцией shmat. В случае успеха функция вернет 0, в случае ошибки - -1. Имейте в виду, что отсоединение совместно используемой памяти не уничтожает ее, а только делает эту память недоступной для текущего процесса.

shmctl

Функции управления совместно используемой памятью (к счастью) гораздо проще аналогичных, но более сложных функций для семафоров:

  int shmctl(int shm_id, int command, struct shmid_ds *buf);

У структуры типа shmid_ds есть, как минимум, следующие элементы:

  struct shmid_ds {
   uid_t shm_perm.uid;
   uid_t shm_perm.gid;
   mode_t shm_perm.mode;
  }

Первый параметр shm_id — идентификатор, возвращаемый функцией shmget.

Второй параметр command содержит предпринимаемое действие. Он может принимать три значения, перечисленные в табл. 14.2.

Таблица 14.2

Значение	Описание
IPC_STAT	Задаёт данные в структуре shmid_ds, отображающие значения, связанные с совместно используемой памятью
IPC_SET	Устанавливает значения, связанные с совместно используемой памятью в соответствии с данными из структуры типа shmid_ds, если у процесса есть право на это действие
IPC_RMID	Удаляет сегмент совместно используемой памяти

Третий параметр buf — указатель на структуру, содержащую режимы и права доступа для совместно используемой памяти.

В случае успеха возвращает 0, в случае ошибки — -1. В стандарте X/Open не описано, что произойдет, если вы попытаетесь удалить присоединенный к процессу сегмент совместно используемой памяти. Обычно присоединенный, но удаленный сегмент совместно используемой памяти продолжает функционировать до тех пор, пока не будет отсоединен от последнего процесса. Но поскольку это поведение не задано в стандарте, на него лучше не рассчитывать.

Выполните упражнение 14.2.

Упражнение 14.2. Совместно используемая память

После знакомства с функциями совместно используемой памяти можно написать программу для их использования. В данном упражнении вы напишите пару программ: shm1.c и shm2.c. Первая (потребитель) создаст сегмент разделяемой памяти и затем отобразит любые данные, записанные в него. Вторая (поставщик) присоединит существующий сегмент совместно используемой памяти и позволит вам ввести данные в этот сегмент.

1. Сначала создайте общий заголовочный файл для описания совместно используемой памяти, которую вы хотите предоставить. Назовите его shm_com.h.

 #define TEXT_SZ 2048

 struct shared_use_st {
  int written_by_you;
  char some_text[TEXT_SZ];
 };

В файле определена структура, которая будет применяться в обеих программах: потребителе и поставщике. Вы используете флаг written_by_you типа int для того, чтобы сообщить потребителю о том, что данные записаны в оставшуюся часть структуры, и произвольно решаете, что необходимо передать до 2 Кбайт текста.