UNIX: взаимодействие процессов, Стивенс Уильям Ричард

UNIX: взаимодействие процессов

на обложку

Стивенс Уильям Ричард

Шрифт:

Аргумент пате, указанный при первом вызове shm_open, должен впоследствии использоваться всеми прочими процессами, желающими получить доступ к данной области памяти.

ПРИМЕЧАНИЕ

Причина, по которой этот процесс выполняется в два этапа вместо одного, на котором в ответ на имя объекта возвращался бы адрес соответствующей области памяти, заключается в том, что функция mmap уже существовала, когда эта форма разделяемой памяти была включена в стандарт Posix. Разумеется, эти два действия могли бы выполняться и одной функцией. Функция shm_open возвращает дескриптор (вспомните, что mq_open возвращает значение типа mqd_t, a sem_open возвращает указатель на значение типа sem_t), потому что для отображения объекта в адресное пространство процесса функция mmap использует именно дескриптор этого объекта.

#include <sys/mman.h>

int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);

/* Возвращает неотрицательный дескриптор в случае успешного завершения, -1 – в случае ошибки */

int shm_unlink(const char *name);

/* Возвращает 0 в случае успешного завершения, -1 – в случае ошибки */

Требования и правила, используемые при формировании аргумента name, были описаны в разделе 2.2.

Аргумент oflag должен содержать флаг O_RDONLY либо O_RDWR и один из следующих: O_CREAT, O_EXCL, O_TRUNC. Флаги O_CREAT и O_EXCL были описаны в разделе 2.3. Если вместе с флагом O_RDWR указан флаг O_TRUNC, существующий объект разделяемой памяти будет укорочен до нулевой длины.

Аргумент mode задает биты разрешений доступа (табл. 2.3) и используется только при указании флага O_CREAT. Обратите внимание, что в отличие от функций mq_open и sem_open для shm_open аргумент mode указывается всегда. Если флаг O_CREAT не указан, значение аргумента mode может быть нулевым.

Возвращаемое значение shm_open представляет собой целочисленный дескриптор, который может использоваться при вызове mmap в качестве пятого аргумента.

Функция shm_unlink удаляет имя объекта разделяемой памяти. Как и другие подобные функции (удаление файла из файловой системы, удаление очереди сообщений и именованного семафора Posix), она не выполняет никаких действий до тех пор, пока объект не будет закрыт всеми открывшими его процессами. Однако после вызова shm_unlink последующие вызовы open, mq_open и sem_open выполняться не будут.

13.3. Функции ftruncate и fstat

Размер файла или объекта разделяемой памяти можно изменить вызовом ftruncate:

#include <unistd.h>

int ftruncate(int fd, off_t length);

/* Возвращает 0 в случае успешного завершения, –1 – в случае ошибки */

Стандарт Posix делает некоторые различия в определении действия этой функции для обычных файлов и для объектов разделяемой памяти.

1. Для обычного файла: если размер файла превышает значение length, избыточные данные отбрасываются. Если размер файла оказывается меньше значения length, действие функции не определено. Поэтому для переносимости следует использовать следующий способ увеличения длины обычного файла: вызов 1 seek со сдвигом length-1 и запись 1 байта в файл. К счастью, почти все реализации Unix поддерживают увеличение размера файла вызовом ftruncate.

2. Для объекта разделяемой памяти: ftruncate устанавливает размер объекта равным значению аргумента length.

Итак, мы вызываем ftruncate для установки размера только что созданного объекта разделяемой памяти или изменения размера существующего объекта. При открытии существующего объекта разделяемой памяти следует воспользоваться fstat для получения информации о нем:

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int fstat(int fd, struct stat *buf);

/* Возвращает 0 в случае успешного завершения. –1 – в случае ошибки */

В структуре stat содержится больше десятка полей (они подробно описаны в главе 4 [21]), но только четыре из них содержат актуальную информацию, если fd представляет собой дескриптор области разделяемой памяти:

struct stat {

…

mode_t st_mode; /* mode: S_I{RW}{USR,GRP,OTH} */

uid_t st_uid; /* UID владельца */

gid_t st_gid; /* GID владельца */

off_t st_size; /* размер в байтах */

…

};

Пример использования этих двух функций будет приведен в следующем разделе.

ПРИМЕЧАНИЕ

К сожалению, стандарт Posix никак не оговаривает начальное содержимое разделяемой памяти. Описание функции shm_open гласит, что «объект разделяемой памяти будет иметь нулевой размер». Описание ftruncate гласит, что для обычных файлов (не объектов разделяемой памяти) «при увеличении размера файла он будет дополнен нулями». Однако в этом описании ничего не говорится о содержимом разделяемой памяти. Обоснование Posix.1 (Rationale) говорит, что «разделяемая память при расширении дополняется нулями», но это не официальный стандарт. Когда автор попытался уточнить этот вопрос в конференции comp.std.unix, он узнал, что некоторые производители протестовали против введения требования на заполнение памяти нулями из-за возникающих накладных расходов. Если новая область памяти не инициализируется каким-то значением (то есть содержимое остается без изменения), это может угрожать безопасности системы.

13.4. Простые программы

Приведем несколько примеров программ, работающих с разделяемой памятью Posix.

Программа shmcreate

Программа shmcreate, текст которой приведен в листинге 13.1, [1] создает объект разделяемой памяти с указанным именем и длиной.

Листинг 13.1. Создание объекта разделяемой памяти Posix указанного размера

//pxshm/shmcreate.c

Все исходные тексты, опубликованные в этой книге, вы можете найти по адресу http://www.piter.com/download.