Прогон программ с использованием разделяемой памяти
Для иллюстрации использования разделяемой памяти давайте рассмотрим две взаимодействующие программы.
Листинг 6.1a. Программа 1 (06-1а.с) для иллюстрации работы с разделяемой памятью (html, txt)
Листинг 6.1b. Программа 2 (06-1b.с) для иллюстрации работы с разделяемой памятью (html, txt)
Эти программы очень похожи друг на друга и используют разделяемую память для хранения числа запусков каждой из программ и их суммы. В разделяемой памяти размещается массив из трех целых чисел. Первый элемент массива используется как счетчик для программы 1, второй элемент – для программы 2, третий элемент – для обеих программ суммарно. Дополнительный нюанс в программах возникает из-за необходимости инициализации элементов массива при создании разделяемой памяти. Для этого нам нужно, чтобы программы могли различать случай, когда они создали ее, и случай, когда она уже существовала. Мы добиваемся различия, используя вначале системный вызов shmget() с флагами IPC_CREAT и IPC_EXCL. Если вызов завершается нормально, то мы создали разделяемую память. Если вызов завершается с констатацией ошибки и значение переменной errno равняется EEXIST, то, значит, разделяемая память уже существует, и мы можем получить ее IPC дескриптор, применяя тот же самый вызов с нулевым значением флагов. Наберите программы, сохраните под именами 06-1а.с и 06-1b.c cоответственно, откомпилируйте их и запустите несколько раз. Проанализируйте полученные результаты.
if((shmid = shmget(key, 3*sizeof(int), 0)) < 0){ printf("Can\'t find shared memory\n"); exit(-1); } new = 0; } } /* Пытаемся отобразить разделяемую память в адресное пространство текущего процесса. Обратите внимание на то, что для правильного сравнения мы явно преобразовываем значение -1 к указателю на целое.*/
if((array = (int *)shmat(shmid, NULL, 0)) == (int *)(-1)){ printf("Can't attach shared memory\n"); exit(-1); } /* В зависимости от значения флага new либо инициализируем массив, либо увеличиваем соответствующие счетчики */ if(new){ array[0] = 1; array[1] = 0; array[2] = 1; } else { array[0] += 1; array[2] += 1; } /* Печатаем новые значения счетчиков, удаляем разделяемую память из адресного пространства текущего процесса и завершаем работу */ printf("Program 1 was spawn %d times, program 2 - %d times, total - %d times\n", array[0], array[1], array[2]); if(shmdt(array) < 0){ printf("Can't detach shared memory\n"); exit(-1); } return 0; }
Листинг 6.1a. Программа 1 (06-1а.с) для иллюстрации работы с разделяемой памятью
/* Программа 2 (06-1b.с) для иллюстрации работы с разделяемой памятью */ /* Мы организуем разделяемую память для массива из трех целых чисел. Первый элемент массива является счетчиком числа запусков программы 1, т. е. данной программы, второй элемент массива – счетчиком числа запусков программы 2, третий элемент массива – счетчиком числа запусков обеих программ */ #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> int main() { int *array; /* Указатель на разделяемую память */ int shmid; /* IPC дескриптор для области разделяемой памяти */ int new = 1; /* Флаг необходимости инициализации элементов массива */ char pathname[] = "06-1a.c"; /* Имя файла, используемое для генерации ключа. Файл с таким именем должен существовать в текущей директории */ key_t key; /* IPC ключ */ /* Генерируем IPC ключ из имени файла 06-1a.c в текущей директории и номера экземпляра области разделяемой памяти 0 */ if((key = ftok(pathname,0)) < 0){ printf("Can\'t generate key\n"); exit(-1); } /* Пытаемся эксклюзивно создать разделяемую память для сгенерированного ключа, т.е.
если для этого ключа она уже существует, системный вызов вернет отрицательное значение. Размер памяти определяем как размер массива из трех целых переменных, права доступа 0666 – чтение и запись разрешены для всех */ if((shmid = shmget(key, 3*sizeof(int), 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) < 0){ /* В случае возникновения ошибки пытаемся определить: возникла ли она из-за того, что сегмент разделяемой памяти уже существует или по другой причине */ if(errno != EEXIST){ /* Если по другой причине – прекращаем работу */ printf("Can\'t create shared memory\n"); exit(-1); } else { /* Если из-за того, что разделяемая память уже существует, то пытаемся получить ее IPC дескриптор и, в случае удачи, сбрасываем флаг необходимости инициализации элементов массива */ if((shmid = shmget(key, 3*sizeof(int), 0)) < 0){ printf("Can\'t find shared memory\n"); exit(-1); } new = 0; } } /* Пытаемся отобразить разделяемую память в адресное пространство текущего процесса. Обратите внимание на то, что для правильного сравнения мы явно преобразовываем значение -1 к указателю на целое.*/ if((array = (int *)shmat(shmid, NULL, 0)) == (int *)(-1)){ printf("Can't attach shared memory\n"); exit(-1); } /* В зависимости от значения флага new либо инициализируем массив, либо увеличиваем соответствующие счетчики */ if(new){ array[0] = 0; array[1] = 1; array[2] = 1; } else { array[1] += 1; array[2] += 1; } /* Печатаем новые значения счетчиков, удаляем разделяемую память из адресного пространства текущего процесса и завершаем работу */ printf("Program 1 was spawn %d times, program 2 - %d times, total - %d times\n", array[0], array[1], array[2]); if(shmdt(array) < 0){ printf("Can't detach shared memory\n"); exit(-1); } return 0; }
Листинг 6.1b. Программа 2 (06-1b.с) для иллюстрации работы с разделяемой памятью
Эти программы очень похожи друг на друга и используют разделяемую память для хранения числа запусков каждой из программ и их суммы. В разделяемой памяти размещается массив из трех целых чисел.Первый элемент массива используется как счетчик для программы 1, второй элемент – для программы 2, третий элемент – для обеих программ суммарно. Дополнительный нюанс в программах возникает из-за необходимости инициализации элементов массива при создании разделяемой памяти. Для этого нам нужно, чтобы программы могли различать случай, когда они создали ее, и случай, когда она уже существовала. Мы добиваемся различия, используя вначале системный вызов shmget() с флагами IPC_CREAT и IPC_EXCL. Если вызов завершается нормально, то мы создали разделяемую память. Если вызов завершается с констатацией ошибки и значение переменной errno равняется EEXIST, то, значит, разделяемая память уже существует, и мы можем получить ее IPC дескриптор, применяя тот же самый вызов с нулевым значением флагов. Наберите программы, сохраните под именами 06-1а.с и 06-1b.c cоответственно, откомпилируйте их и запустите несколько раз. Проанализируйте полученные результаты.
