Упражнения

1. Что произойдет с программой в листинге 12.7, если добавить еще один повтор цикла for?

2. Предположим, что имеются два процесса, один из которых отправляет сообщения другому. Для этого используются очереди сообщений System V. Нарисуйте схему передачи сообщений от отправителя к получателю. Теперь представьте, что используется реализация очередей сообщений Posix из раздела 5.8, и нарисуйте аналогичную схему.

3. Мы говорили, что при вызове mmap с флагом MAP SHARED для синхронизации содержимого файла и памяти используются алгоритмы ядра для работы с виртуальной памятью. Прочитайте страницу документации, относящуюся к /dev/ zero, чтобы узнать, что происходит, когда ядро записывает изменения обратно в этот файл.

4. Измените программу в листинге 12.2, указав MAP PRIVATE вместо MAP SHARED. Проверьте, что результаты будут такими же, как и при выполнении программы из листинга 12.1. Что будет содержаться в файле, отображенном в память?

5. В разделе 6.9 мы отметили, что единственным способом использовать select с очередью сообщений System V является создание неименованной области памяти, порождение процесса и блокирование его в вызове msgrcv, причем сообщение должно считываться в разделяемую память. Родительский процесс также создает два канала, один из которых используется для уведомления его о том, что сообщение помещено в разделяемую память, а другой - для уведомления дочернего процесса о возможности помещения нового сообщения в эту память. Тогда родительский процесс может вызвать select для открытого на чтение конца канала вместе с любыми другими дескрипторами. Напишите программу, реализующую этот алгоритм. Для выделения области неименованной разделяемой памяти используйте функцию my shm (листинг А.31). Для создания очереди сообщений и помещения в нее записей используйте программы msgcreate и msgsnd из раздела 6.6. Родительский процесс должен просто выводить размер и тип всех считываемых дочерним процессом сообщений.

ГЛАВА 13

Разделяемая память Posix

13.1. Введение

в предыдущей главе рассматривались общие вопросы, связанные с разделяемой памятью, и детально разбиралась функция mmap. Были приведены примеры, в которых вызов mmap использовался для создания области памяти, совместно используемой родительским и дочерним процессами. В этих примерах использовалось: 11 отображение файлов в память (листинг 12.2);

* неименованное отображение памяти в системе 4.4BSD (листинг 12.4); ш неименованное отображение файла /dev/zero (листинг 12.5).

Теперь мы можем расширить понятие разделяемой памяти, включив в него память, совместно используемую неродственными процессами. Стандарт Posix.l предоставляет два механизма совместного использования областей памяти для неродственных процессов:

1. Отображение файлов в память: файл открывается вызовом open, а его дескриптор используется при вызове mmap для отображения содержимого файла в адресное пространство процесса. Этот метод был описан в главе 12, и его использование было проиллюстрировано на примере родственных процессов. Однако он позволяет реализовать совместное использование памяти и для неродственных процессов.

2. Объекты разделяемой памяти: функция shmopen открывает объект IPC с именем стандарта Posix (например, полным именем объекта файловой системы), возвращая дескриптор, который может быть использован для отображения в адресное пространство процесса вызовом mmap. Данный метод будет описан в этой главе.

Оба метода требуют вызова mmap. Отличие состоит в методе получения дескриптора, являющегося аргументом mmap: в первом случае он возвращается функцией open, а во втором - shm open. Мы показываем это на рис. 13.1. Стандарт Posix называет объектами памяти (memory objects) и отображенные в память файлы, и объекты разделяемой памяти стандарта Posix.

13.2. Функции shm open и shm unlink

Процесс получения доступа к объекту разделяемой памяти Posix выполняется в два этапа:

1. Вызов shm open с именем IPC в качестве аргумента позволяет либо создать новый объект разделяемой памяти, либо открыть существующий.

отображаемый в память файл стандарта Posix объект разделяемой памяти Posix

fd = open (pathname, ...); fd = shm open (name,...);

ptr = mmap (..., fd, ...); ptr = mmap (..., fd,... );

Объекты памяти Posix

Рис. 13.1. Объекты памяти Posix: отображаемые в память файлы и объекты разделяемой памяти

2. Вызов mmap позволяет отобразить разделяемую память в адресное пространство вызвавшего процесса.

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

ПРИМЕЧАНИЕ -

Причина, по KOTopoii этот процесс выполняется в два этапа вместо одного, на котором в ответ на имя объекта возвращался бы адрес соответствующе!! 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 slim open возвращает дескриптор (вспомните, что mc open возвращает значение типа mqd t, а 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.

finclude <sys/nrian.h>

int shtti open(const char *name. int oflag. mode t mode):

/* Возвращает неотрицательный дескриптор в случае успешного завершения.

-1 - в случае ошибки */ int shtti unlinl<(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 0 RDONLY либо 0 RDWR и один из следующих: 0 CREAT, 0 EXCL, 0 TRUNC. Флаги 0 CREAT и 0 EXCL были описаны в разделе 2.3. Если вместе с флагом 0 RDWR указан флаг 0 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 0 CREAT. Обратите внимание, что в отличие от функций mq open и sem open для shm open аргумент mode указывается всегда. Если флаг 0 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.