Projets Informatiques et Réseaux FIP 2A, parcours IT

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1 Projets Informatiques et Réseaux FIP 2A, parcours IT Communication locale entre processus par segment de mémoire Christophe DOIGNON Maître de Conférences HdR à l'université de Strasbourg christophe.doignon@ensps.u-strasbg.fr

2 par segment de mémoire partagée (1/6) La mémoire partagée est un moyen efficace de transférer des données entre processus indépendants (issus de programmes binaires séparés, de propriétaires différents). Il s agit d un ensemble d adresses (perçu sous la forme d un bloc d'octets) apparaissant dans l espace d adressage du processus qui le crée. Les autres processus pouvant alors «attacher» le même segment de mémoire partagée dans leur propre espace d adressage (virtuel). Si un processus écrit dans la mémoire partagée, la modification est immédiatement perçue par tout autre processus ayant accès à cette mémoire partagée. La mémoire partagée ne dispose d aucun dispositif de synchronisation. Rien ne permet de veiller automatiquement à ce qu un processus ne puisse commencer à lire la mémoire alors qu un autre processus n y a pas terminé son écriture : c est au programmeur de régler l accès à cette ressource commune aux processus ayant accès à cette mémoire partagée. Contrairement au tube, l écriture et la lecture par un même processus est possible dans un segment de mémoire partagée : la diffusion à plusieurs processus est également possible.

3 par segment de mémoire partagée (2) La mémoire partagée est créée à l aide de la fonction shmget() : #include <sys/shm.h> int shmget( key_t cle, size_t taille, int flag ); Le premier paramètre est un entier (une clé conservée par le système) permettant d identifier le segment de mémoire pour les autres processus souhaitant s y rattacher. Le deuxième argument est le nombre d octets (multiple de la taille d une page en fait) du segment de mémoire. Le dernier paramètre est un drapeau de permission, utilisé de la même façon que les drapeaux de mode de permission destinés à la création de fichiers sous UNIX (il y a allocation d un nœud d index dans le système de fichiers lors de la création d un segment de mémoire partagée). Un bit spécial défini symboliquement par IPC_CREAT doit être combiné avec les droits d accès au moyen d un OU binaire afin de créer un nouveau segment de mémoire partagée. Le paramètre (entier) retourné par cette fonction est un descripteur qui représente cette ressource durant sa manipulation.

4 par segment de mémoire partagée (3) Lors de la création d un segment de mémoire partagée, celui-ci n est accessible par aucun processus. Pour autoriser un accès, il doit être attaché à l espace d adressage d un processus, ce qui se fait à l aide de la fonction shmat() : #include <sys/shm.h> void *shmat( int shm_id, const void *shm_addr, int flag ); Le premier paramètre est le descripteur de la mémoire partagée renvoyé par shmget(). Le deuxième argument est l adresse à laquelle la mémoire partagée doit être attachée au processus courant. Ce devrait être en principe un pointeur NULL, qui permet au système de choisir l adresse à laquelle la mémoire apparaît. Le dernier paramètre est le plus souvent nul. La fonction renvoie un pointeur indiquant le premier octet de la mémoire partagée.

5 par segment de mémoire partagée (4) La fonction shmdt() détache la mémoire partagée du processus courant, à partir de l adresse renvoyée par shmat(). #include <sys/shm.h> int shmdt( const void *shm_addr ); En cas de succès, la fonction renvoie 0 et 1 en cas d erreur. Détacher la mémoire partagée ne la supprime pas!! Détacher la mémoire partagée permet de casser la correspondance entre les pages de l'espace virtuel dédiées au segment de mémoire et les pages frames de la mémoire physique dédiées au segment de mémoire partagée.

6 par segment de mémoire partagée (5) La fonction de contrôle de la mémoire partagée, shmctl(), permet, entre autre d en modifier les permissions d accès et de supprimer lamémoire partagée. int shmctl( int shm_id, int commande, struct shmid_ds *buf ); Cette fonction s appuie sur la structure de données suivantes (champ de bits) pour contrôler les permissions : struct shmid_ds {... uid_t shm_perm.uid; uid_t shm_perm.gid; mode_t shm_perm.mode;}; Le premier paramètre shm_id est le descripteur fourni par shmget(). Le deuxième paramètre, commande, défini l action devant être accomplie. La valeur symbolique IPC_RMID supprime le segment de mémoire partagée. Si le deuxième paramètre est fixé à la valeur symbolique IPC_STAT, les valeurs contenues dans buf correspondent aux permissions en cours. Si le deuxième paramètre est IPC_SET, les valeurs présentes dans buf sont appliquées au segment de la mémoire partagée. En cas de succès, la fonction renvoie 0 et 1 en cas d erreur.

7 par segment de mémoire partagée - exemple /* shmdemo.c -- utilisation de la mémoire partagée en C; exemple simple : - si le programme est utilisé sans aucun argument, il lit le contenu du segment de mémoire partagée. Le programme est utilisé avec un argument de type «chaîne de caractères», alors le programme stocke cet argument dans le segment partagé */ /* inclusion des en-têtes de librairies standards */ #include <stdio.h> /* "standard Input Output" */ #include <stdlib.h> /* "standard libraries" */ #include <string.h> /* fonctions standards sur les chaînes */ /* Les trois en-tetes de libraries suivants sont nécessaires pour les opérations système. En particulier, "shm" veut dire "shared memory". */ #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> /* On va seulement utiliser 1024 octets (1K) pour le segment partagé : on définit une constante de taille. */ #define TAILLE_SHM 1024 /* la fonction principale prend des arguments : argc contient le nombre d'arguments, et argv est un pointeur vers les arguments */ int main(int argc, char *argv[]) { key_t key; int shmid; char *data;

8 par segment de mémoire partagée - exemple /* création de la clé */ key = ftok("shmdemo.c", 'R'); /* allocation du segment de mémoire partagée */ shmid = shmget(key, TAILLE_SHM, 0644 IPC_CREATE); /* récupération d'un pointeur vers ce segment de mémoire partagée */ data = shmat(shmid, (void *)0, 0); /* suivant le nombre d'arguments (0 ou 1), on lit le contenu du segment ou on écrit l'argument dessus. */ if (argc == 2) { printf("écriture de \"%s\" en mémoire partagée\n", argv[1]); strncpy(data, argv[1], TAILLE_SHM); // copie de l'argument } else { printf("contenu de la mémoire partagée : \"%s\"\n", data); } /* avant de terminer, on détache le segment de mémoire partagée. */ if (shmdt(data) == -1) { perror("shmdt"); exit(1); } return 0; }

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