SHM_OPEN(3) Manuel du programmeur Linux SHM_OPEN(3)

shm_open, shm_unlink - Créer, ouvrir ou supprimer des objets en mémoire partagée POSIX

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>        /* Pour les constantes de mode */
#include <fcntl.h>           /*  Pour les constantes O_* */
int shm_open(const char *nom, int masque, mode_t mode);
int shm_unlink(const char *nom);

Éditer les liens avec -lrt.

La fonction shm_open() crée et ouvre un nouvel objet en mémoire partagée POSIX, ou ouvre un objet existant. Il s'agit d'un descripteur utilisable par des processus indépendants pour projeter la même région mémoire à l'aide de mmap(2). La fonction shm_unlink() réalise l'opération inverse en supprimant l'objet créé précédemment par shm_open().

Le fonctionnement de shm_open() est analogue à celui de open(2). nom indique l'objet en mémoire partagée à créer ou ouvrir. Pour un fonctionnement portable, un objet en mémoire partagée doit être identifié par un nom au format /un_nom ; c'est-à-dire une chaîne terminée par un octet de valeur zéro d'au plus NAME_MAX (c'est-à-dire 255) caractères, et commençant par une barre oblique (« / ») suivie d'un caractère ou plus, ces derniers n'étant pas des barres obliques.

masque est un masque de bits associant à l'aide d'un OU logique une et une seule des deux constantes O_RDONLY ou O_RDWR et un ou plusieurs des attributs décrits ci-après :

Ouvrir l'objet en lecture seule. Un tel objet ne pourra être projeté en mémoire avec mmap(2) qu'avec un accès en lecture (PROT_READ).
Ouvrir l'objet en lecture et écriture.
Créer l'objet en mémoire partagée s'il n'existe pas. L'utilisateur et le groupe propriétaires de l'objet proviennent des ID effectifs du processus appelant, et les bits de permission sont définis en fonction des 9 bits de poids faible de mode, excepté que les bits qui sont définis dans le masque de mode de fichier pour la création du processus (consultez umask(2)) sont effacés pour le nouvel objet. Un jeu de constantes de macroutilisables pour définir le mode est décrit dans open(2) (les définitions symboliques de ces constantes peuvent être obtenues en incluant <sys/stat.h>).
Un nouvel objet en mémoire partagée a une taille initiale nulle — elle peut être définie avec ftruncate(2). Les octets d'un objet en mémoire partagée nouvellement créé sont automatiquement initialisés à zéro.
Si O_CREAT était aussi précisé et si un objet en mémoire partagée avec le même nom existait déjà, renvoyer une erreur. La vérification de l'existence de l'objet et sa création s'il n'existe pas sont réalisées de manière atomique.
Si l'objet en mémoire partagée existe déjà, tronquer sa taille à zéro.

Les définitions des valeurs de ces attributs peuvent être obtenues en incluant <fcntl.h>.

Si elle réussit, la fonction shm_open() renvoie un nouveau descripteur de fichierréférençant l'objet en mémoire partagée. Ce descripteur sera le plus petit numéro disponible dans la table des descripteurs du processus. L'attribut FD_CLOEXEC (consultez fcntl(2)) sera activé pour le descripteur de fichier.

Le descripteur de fichier est utilisé normalement pour les appels ultérieurs à ftruncate(2) (pour un objet nouvellement créé) et mmap(2). Après un appel à mmap(2) le descripteur peut être fermé sans affecter la projection mémoire.

Le fonctionnement de shm_unlink() est analogue à celui de unlink(2) : il supprime le nom d'un objet en mémoire partagée, et, une fois que tous les processus ont supprimé leur projection en mémoire, libère et détruit le contenu de la portion de mémoire associée. Après un appel réussi à shm_unlink(), les tentatives d'appeler shm_open() avec le même nom échoueront (sauf si O_CREAT est spécifié, auquel cas un nouvel objet distinct sera créé).

Si elles réussissent, shm_open() renvoie un descripteur de fichier (un entier non négatif) et shm_unlink() renvoie  0. En cas d'échec, les deux fonctions renvoient -1 et définissent errno pour indiquer le code d'erreur.

La permission d'utiliser shm_unlink() sur l'objet en mémoire partagée a été refusée.
L'utilisation de shm_open() pour ouvrir l'objet nom dans le mode spécifié a été refusée, ou O_TRUNC a été spécifié et l'appelant n'a pas les permissions d'écriture sur l'objet.
O_CREAT et O_EXCL ont été spécifiés dans shm_open() et un objet de mémoire partagée du même nom existe déjà.
L'argument nom de shm_open() n'était pas valable.
La limite du nombre de descripteurs de fichiers par processus a été atteinte.
La longueur du nom dépasse PATH_MAX.
La limite du nombre total de fichiers ouverts pour le système a été atteinte.
Tentative d'ouvrir avec shm_open() un objet nom qui n'existe pas, alors que l'attribut O_CREAT n'a pas été spécifié.
Tentative d'utiliser shm_unlink() sur un objet nom qui n'existe pas.

Ces fonctions sont fournies depuis la glibc 2.2.

Pour une explication des termes utilisés dans cette section, consulter attributes(7).

Interface Attribut Valeur
shm_open(), shm_unlink() Sécurité des threads MT-Safe locale

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008.

POSIX.1-2001 indique que le groupe propriétaire d'un objet en mémoire partagée nouvellement créé utilise soit l'ID de groupe du processus appelant, soit un « ID de groupe par défaut défini par le système ». POSIX.1-2008 indique que le groupe propriétaire peut être défini soit avec l'ID de groupe du processus appelant, soit, si l'objet est visible dans le système de fichiers, avec l'ID de groupe du répertoire parent.

POSIX ne précise pas le comportement de la combinaison O_RDONLY et O_TRUNC. Sous Linux, la troncature aura lieu — cela n'est pas nécessairement le cas sous d'autres systèmes UNIX.

L'implémentation sous Linux des objets de mémoire partagée POSIX utilise un système de fichiers tmpfs(5) dédié, monté en principe sous /dev/shm.

Les programmes ci-dessous utilisent la mémoire partagée POSIX et des sémaphores non nommés POSIX pour échanger des données. Le programme « bounce » (qui doit être exécuté en premier) illustre le cas d'une chaîne placée en mémoire partagée par le programme « send ». Lorsque les données ont été modifiées, le programme « send » affiche le contenu de la mémoire partagée modifié. Voici un exemple d'exécution des deux programmes :


$ ./pshm_ucase_bounce /myshm &
[1] 270171
$ ./pshm_ucase_send /myshm bonjour
BONJOUR

Vous trouverez plus de détails à propos de ces programmes ci-dessous.

Source du programme : pshm_ucase.h

Ce fichier d'en-tête est inclus par les deux programmes ci-dessous. Sa principale fonction consiste à définir une structure qui sera imposée à l'objet en mémoire partagé entre les deux programmes.


#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define errExit(msg)    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \

} while (0) #define BUF_SIZE 1024 /* Taille maximale de la chaîne échangée */ /* Définir une structure qui sera imposée à l'objet
en mémoire partagée */ struct shmbuf {
sem_t sem1; /* Sémaphore POSIX non nommé */
sem_t sem2; /* Sémaphore POSIX non nommé */
size_t cnt; /* Nombre d'octets utilisés dans 'buf' */
char buf[BUF_SIZE]; /* Données en cours de transfert */ };

Le programme « bounce » crée un nouvel objet en mémoire partagée avec le nom spécifié comme argument de la ligne de commande et le dimensionne de manière à correspondre à la taille de la structure shmbuf définie dans le fichier d'en-tête. Il projette ensuite l'objet dans l'espace d'adressage du processus et initialise deux sémaphores POSIX à 0 à l'intérieur de l'objet.

Une fois le premier sémaphore posté par le programme « send », le programme « bounce » met en capitales les données placées en mémoire par le programme « send », puis poste le second sémaphore pour indiquer au programme « send » qu'il peut maintenant accéder à la mémoire partagée.


/* pshm_ucase_bounce.c

Licensed under GNU General Public License v2 or later. */ #include <ctype.h> #include "pshm_ucase.h" int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 2) {
fprintf(stderr, "Usage: %s /shm-path\n", argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
char *shmpath = argv[1];
/* Créer l'objet en mémoire partagée et le dimensionner
à la taille de notre structure. */
int fd = shm_open(shmpath, O_CREAT | O_EXCL | O_RDWR,
S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd == -1)
errExit("shm_open");
if (ftruncate(fd, sizeof(struct shmbuf)) == -1)
errExit("ftruncate");
/* Projeter l'objet dans l'espace d'adressage de l'appelant. */
struct shmbuf *shmp = mmap(NULL, sizeof(*shmp),
PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, 0);
if (shmp == MAP_FAILED)
errExit("mmap");
/* Initialiser les sémaphores comme partagés entre processus avec
la valeur 0. */
if (sem_init(&shmp->sem1, 1, 0) == -1)
errExit("sem_init-sem1");
if (sem_init(&shmp->sem2, 1, 0) == -1)
errExit("sem_init-sem2");
/* Attendre que 'sem1' ait été posté par le processus pair
avant de toucher à la mémoire partagée. */
if (sem_wait(&shmp->sem1) == -1)
errExit("sem_wait");
/* Convertir en capitales les données en mémoire partagée. */
for (int j = 0; j < shmp->cnt; j++)
shmp->buf[j] = toupper((unsigned char) shmp->buf[j]);
/* Poster 'sem2' pour informer le processus pair qu'il peut
dorénavant accéder aux données modifiées en mémoire partagée. */
if (sem_post(&shmp->sem2) == -1)
errExit("sem_post");
/* Supprimer le lien avec l'objet en mémoire partagée. Cela ne posera
pas de problème, même si le processus pair utilise encore l'objet,
car ce dernier ne sera supprimé que lorsque tous les liens ouverts
qui y font référence auront été fermés. */
shm_unlink(shmpath);
exit(EXIT_SUCCESS); }

Source du programme : pshm_ucase_send.c

Le programme « send » accepte deux arguments de ligne de commande : le nom d'un objet en mémoire partagée préalablement créé par le programme « bounce » et une chaîne à copier dans cet objet.

Le programme ouvre l'objet en mémoire partagée et le projette dans son espace d'adressage. Ensuite, il copie les données spécifiées à l'aide du second argument vers la mémoire partagée et poste le premier sémaphore pour informer le programme « bounce » qu'il peut maintenant accéder aux données. Lorsque le programme « bounce » a posté le second sémaphore, le programme « send » affiche le contenu de la mémoire partagée sur la sortie standard.


/* pshm_ucase_send.c

Licensed under GNU General Public License v2 or later. */ #include <string.h> #include "pshm_ucase.h" int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s /shm-path string\n", argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
char *shmpath = argv[1];
char *string = argv[2];
size_t len = strlen(string);
if (len > BUF_SIZE) {
fprintf(stderr, "La chaîne est trop longue\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* Ouvrir l'objet en mémoire partagée existant et le projeter
dans l'espace d'adressage de l'appelant. */
int fd = shm_open(shmpath, O_RDWR, 0);
if (fd == -1)
errExit("shm_open");
struct shmbuf *shmp = mmap(NULL, sizeof(*shmp),
PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, 0);
if (shmp == MAP_FAILED)
errExit("mmap");
/* Copier les données dans l'objet en mémoire partagée. */
shmp->cnt = len;
memcpy(&shmp->buf, string, len);
/* Informer le processus pair qu'il peut maintenant accéder à
la mémoire partagée. */
if (sem_post(&shmp->sem1) == -1)
errExit("sem_post");
/* Attendre que le processus pair indique qu'il a fini d'accéder
à la mémoire partagée. */
if (sem_wait(&shmp->sem2) == -1)
errExit("sem_wait");
/* Afficher les données qui ont été modifiées en mémoire partagée
sur la sortie standard. */
write(STDOUT_FILENO, &shmp->buf, len);
write(STDOUT_FILENO, "\n", 1);
exit(EXIT_SUCCESS); }

close(2), fchmod(2), fchown(2), fcntl(2), fstat(2), ftruncate(2), memfd_create(2), mmap(2), open(2), umask(2), shm_overview(7)

Cette page fait partie de la publication 5.13 du projet man-pages Linux. Une description du projet et des instructions pour signaler des anomalies et la dernière version de cette page peuvent être trouvées à l'adresse https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess https://www.blaess.fr/christophe/, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Guérard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux <thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot <david@tilapin.org> et Lucien Gentis <lucien.gentis@waika9.com>

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22 mars 2021 Linux