SHMOP(2) Manuel du programmeur Linux SHMOP(2)

shmat, shmdt - Opérations sur la mémoire partagée System V

#include <sys/shm.h>
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(const void *shmaddr);

La fonction shmat() attache le segment de mémoire partagée System V identifié par shmid au segment de données du processus appelant. L'adresse d'attachement est indiquée par shmaddr avec les critères suivants :

  • Si shmaddr vaut NULL, le système choisit une adresse (non utilisée) alignée sur la page convenant pour attacher le segment.
  • Si shmaddr n'est pas NULL et si SHM_RND est indiqué dans shmflg, l'attachement a lieu à l'adresse égale à shmaddr arrondie au multiple inférieur de SHMLBA.
  • Sinon, shmaddr doit être alignée sur une frontière de page, où l'attachement a lieu.

En plus de SHM_RND, les attributs suivants peuvent être indiqués dans le paramètre de masque shmflg :

Autoriser l'exécution du contenu du segment. L'appelant doit disposer du droit d'exécution sur le segment.
Attacher le segment en lecture seule. Le processus doit disposer de la permission de lecture dessus. Si cet attribut n'est pas indiqué, le segment est attaché en lecture et écriture, et le processus doit disposer des deux permissions d'accès. Il n'y a pas de notion d'écriture seule pour les segments de mémoire partagée.
Cet attribut indique que la projection du segment doit remplacer une projection précédente dans l'intervalle commençant en shmaddr et s'étendant sur la taille du segment. Normalement une erreur EINVAL devrait se produire si une projection existe déjà dans l'intervalle indiqué. Dans ce cas, shmaddr ne doit pas être NULL.

La valeur brk(2) du processus appelant n'est pas altérée par l'attachement. Le segment est automatiquement détaché quand le processus se termine. Le même segment peut être attaché à la fois en lecture seule et en lecture/écriture. Il peut également être attaché en plusieurs endroits de l'espace d'adressage du processus.

Quand shmat() réussit, les membres de la structure shmid_ds associée au segment de mémoire partagée (consultez shmctl(2)) sont mis à jour ainsi :

  • shm_atime correspond à l'heure actuelle.
  • shm_lpid contient le PID de l'appelant.
  • shm_nattch est incrémenté de 1.

La fonction shmdt() détache le segment de mémoire partagée situé à l'adresse indiquée par shmaddr. Le segment doit être effectivement attaché, et l'adresse shmaddr doit être celle renvoyée précédemment par l'appel shmat().

Quand shmdt() réussit, les membres de la structure shmid_ds associée au segment de mémoire partagée sont mis à jour ainsi par le système :

  • shm_dtime correspond à l'heure actuelle.
  • shm_lpid contient le PID de l'appelant.
  • shm_nattch est décrémenté de 1. S'il devient nul et si le segment est marqué pour destruction, il est effectivement détruit.

S'il réussit, shmat() renvoie l'adresse d'attachement du segment de mémoire partagée. En cas d'échec (void *) -1 est renvoyé, et errno est positionné pour indiquer l'erreur.

S'il réussit, shmdt() renvoie 0. En cas d'échec, -1 est renvoyé et errno est positionné pour indiquer l'erreur.

shmat() peut échouer avec une des erreurs suivantes :

Le processus appelant n'a pas les permissions d'accès nécessaires pour ce type d'attachement et n'a pas la capacité CAP_IPC_OWNER dans l'espace de noms utilisateur qui gère son espace de noms IPC.
shmid pointe sur un segment détruit.
La valeur shmid n'est pas valable, mal alignée (c'est-à-dire pas alignée sur une page et SHM_RND n'a pas été précisé) ou la valeur shmaddr n'est pas valable, ou ne peut pas être attaché à shmaddr, ou SHM_REMAP a été réclamé et shmaddr est NULL.
Pas assez de mémoire pour le descripteur ou pour les tables de pages.

shmdt() peut échouer avec une des erreurs suivantes :

Aucun segment de mémoire partagée n'est attaché à l'adresse shmaddr, ou bien shmaddr n'est pas aligné une limite de page.

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4.

Dans SVID 3 (ou peut être auparavant), le type de l'argument shmaddr a été modifié de char * en const void *, et le type de retour de shmat() de char * en void *.

Après un fork(2), l'enfant hérite des segments de mémoire partagée attachés.

Après un execve(2), tous les segments de mémoire partagée sont détachés du (pas détruits).

Lors d'un _exit(2), tous les segments de mémoire partagée sont détachés du processus (pas détruits).

Utiliser shmat() avec shmaddr égale à NULL est la manière conseillée et portable d'attacher un segment de mémoire partagée. Soyez conscients que le segment attaché de cette manière peut l'être à des adresses différentes dans les différents processus. Ainsi, tout pointeur contenu dans la mémoire partagée doit être relatif (habituellement par rapport à l'adresse de départ du segment) et pas absolu.

Sous Linux, il est possible d'attacher un segment de mémoire partagée qui est déjà marqué pour effacement. Cependant, ce comportement n'est pas décrit par POSIX.1 et beaucoup d'autres implémentations ne le permettent pas.

Le paramètre système suivant influe sur shmat() :

Multiple d’adresse pour limite basse de segment. Lors d’une indication explicite d’adresse d’attache dans un appel shmat(), l’appelant devrait s’assurer que l’adresse est un multiple de cette valeur. Cela est nécessaire sur certaines architectures, afin de s’assurer soit de bonne performances du cache de processeur, soit que différentes attaches du même segment ont des vues cohérentes dans le cache du processeur. SHMLBA est normalement un multiple de la taille de page du système (sur de nombreuses architectures Linux, SHMLBA est identique à la taille de page du système).

L'implémentation ne met pas de limite intrinsèque par processus pour le nombre maximal de segments de mémoire partagée (SHMSEG).

Les deux programmes présentés ci-dessous échangent une chaîne en utilisant un segment de mémoire partagée. Davantage de détails à leur sujet sont donnés ci-dessous. Tout d'abord, nous présentons une session d'interpréteur qui montre leur utilisation.

Dans une fenêtre de terminal, nous exécutons le programme « reader » qui crée un segment de mémoire partagée System V et un ensemble de sémaphores System V. Le programme affiche les identifiants des objets créés puis attend que le sémaphore modifie la valeur.


$ ./svshm_string_read
shmid = 1114194; semid = 15

Dans une autre fenêtre de terminal, on exécute le programme « writer ». Ce programme prend trois paramètres en ligne de commande : les identifiants du segment de mémoire partagée et le jeu de sémaphore, créés par le programme « reader » et une chaîne. Il attache le segment de mémoire partagée existant, copie la chaîne dans la mémoire partagée et modifie la valeur du sémaphore.


$ ./svshm_string_write 1114194 15 'Bonjour'

De retour dans le terminal où s'exécute « reader », on voit que le programme a cessé d'attendre le sémaphore et affiche la chaîne copiée dans le segment de mémoire partagée par « writer » :


Bonjour

Source du programme : svshm_string.h

Le fichier d'en-tête suivant est inclus dans les programmes « reader » et « writer » :


/* svshm_string.h

Sous la GNU General Public License v2 ou supérieure. */ #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <sys/sem.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define errExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0) union semun { /* Utilisé dans les appels semctl() */
int val;
struct semid_ds * buf;
unsigned short * array; #if defined(__linux__)
struct seminfo * __buf; #endif }; #define MEM_SIZE 4096

Source du programme : svshm_string_read.c

Le programme « reader » crée un segment de mémoire partagée et un ensemble de sémaphores contenant un sémaphore. Il attache ensuite l'objet en mémoire partagée à son espace d'adressage et initialise la valeur du sémaphore à 1. Enfin, il attend que la valeur du sémaphore devienne 0, après quoi il affiche la chaîne qui a été copiée dans le segment de mémoire partagée par « writer ».


/* svshm_string_read.c

Sous la GNU General Public License v2 ou supérieure. */ #include "svshm_string.h" int main(int argc, char *argv[]) {
int semid, shmid;
union semun arg, dummy;
struct sembuf sop;
char *addr;
/* Créer la mémoire partagée et le jeu de sémaphores contenant
un sémaphore. */
shmid = shmget(IPC_PRIVATE, MEM_SIZE, IPC_CREAT | 0600);
if (shmid == -1)
errExit("shmget");
semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT | 0600);
if (semid == -1)
errExit("semget");
/* Attacher la mémoire partagée à notre espace d'adressage. */
addr = shmat(shmid, NULL, SHM_RDONLY);
if (addr == (void *) -1)
errExit("shmat");
/* Initialiser le sémaphore 0 du jeu à la valeur 1. */
arg.val = 1;
if (semctl(semid, 0, SETVAL, arg) == -1)
errExit("semctl");
printf("shmid = %d; semid = %d\n", shmid, semid);
/* Attendre que la valeur du sémaphore devienne 0. */
sop.sem_num = 0;
sop.sem_op = 0;
sop.sem_flg = 0;
if (semop(semid, &sop, 1) == -1)
errExit("semop");
/* Afficher la chaîne à partir de la mémoire partagée. */
printf("%s\n", addr);
/* Supprimer la mémoire partagée et le jeu de sémaphores. */
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1)
errExit("shmctl");
if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, dummy) == -1)
errExit("semctl");
exit(EXIT_SUCCESS); }

Source du programme : svshm_string_write.c

Le programme « writer » prend trois paramètres en ligne de commande : les identifiants du segment de mémoire partagée et du jeu de sémaphore créés par « reader » et une chaîne. Il attache le segment de mémoire partagée à son espace d'adressage, puis décrémente la valeur du sémaphore à 0 pour informer « reader » qu'il peut examiner le contenu de la mémoire partagée.


/* svshm_string_write.c

Sous la GNU General Public License v2 ou supérieure. */ #include "svshm_string.h" int main(int argc, char *argv[]) {
int semid, shmid;
struct sembuf sop;
char *addr;
size_t len;
if (argc != 4) {
fprintf(stderr, "Utilisation : %s shmid semid string\n", argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
len = strlen(argv[3]) + 1; /* +1 pour inclure le '\0' final */
if (len > MEM_SIZE) {
fprintf(stderr, "La chaîne est trop longue!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* Obtenir les identifiants de l'objet depuis la ligne de commande. */
shmid = atoi(argv[1]);
semid = atoi(argv[2]);
/* Attacher la mémoire partagée dans notre espace d'adressage et copier
la chaîne (et notamment l'octet NULL final) dans la mémoire. */
addr = shmat(shmid, NULL, 0);
if (addr == (void *) -1)
errExit("shmat");
memcpy(addr, argv[3], len);
/* Décrémenter le sémaphore à 0 */
sop.sem_num = 0;
sop.sem_op = -1;
sop.sem_flg = 0;
if (semop(semid, &sop, 1) == -1)
errExit("semop");
exit(EXIT_SUCCESS); }

brk(2), mmap(2), shmctl(2), shmget(2), capabilities(7), shm_overview(7), sysvipc(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 Jean-Philippe MENGUAL <jpmengual@debian.org>

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22 mars 2021 Linux