shmat()

shmat() は shmid で指定された System V 共有メモリーセグメント (shared memory segment) を コールしたプロセスのアドレス空間に付加 (attach) する。 付加するアドレスは shmaddr に以下のどれかの形式で指定する:

• shmaddr が NULL ならば、システムはセグメントを付加するための 適切な (使用されていない) ページ境界のアドレスを選択する。
• shmaddr が NULL でなく SHM_RND が shmflg に指定されている場合は、 shmaddr を SHMLBA の倍数へと切り捨てた (rounding down) のと等しいアドレスへ付加する。
• その他の場合は shmaddr は付加を行なうアドレスで、ページ境界を指している必要がある。

SHM_RND に加えて、以下のフラグを shmflg ビットマスク引数に指定できる。

SHM_EXEC (Linux 固有; Linux 2.6.9 以降)

セグメントの内容を実行できる。 呼び出し元はセグメントに対する実行許可を持っていなければならない。

SHM_RDONLY

セグメントを読み込み専用に付加する。 プロセスはそのセグメントへの読み込み許可を持っていなければならない。 このフラグが指定されなかった場合、そのセグメントは読み込みと書き込みアクセスのために付加され、 プロセスはそのセグメントに読み込みと書き込みの許可を持っていなければならない。 書き込み専用の共有メモリーセグメントという概念は存在しない。

SHM_REMAP (Linux 固有)

このフラグは、 セグメントのマッピングを既存のマッピングに置き換えることを指示する。 マッピングの範囲は、 shmaddr から始まりセグメントのサイズ分だけある (通常 EINVAL エラーは、このアドレス範囲にマッピングが既に存在するために起る)。 このフラグを指定する場合は、 shmaddr が NULL であってはならない。

呼び出したプロセスの brk(2) の値は付加によって変化しない。 そのセグメントはプロセスが終了 (exit) したら自動的に分離 (detach) される。 同じセグメントをプロセスのアドレス空間に、読み込み専用および読み書き両用 として付加でき、また複数回付加することもできる。

成功した shmat() コールは共有メモリーセグメントに関連する shmid_ds 構造体 (shmctl(2) を参照) のメンバーを以下のように更新する:

• shm_atime には現在の時刻を設定する。
• shm_lpid には呼び出したプロセスのプロセス ID が設定される。
• shm_nattch を 1 増加させる。

shmdt()

shmdt() は呼び出したプロセスのアドレス空間から shmaddr で指定されたアドレスに配置された共有メモリーセグメントを分離 (detach) する。 分離する共有メモリーセグメントは、現在 shmaddr に付加されているものでなければならない。 shmaddr は、それを付加した時に shmat() が返した値に等しくなければならない。

成功した shmdt() コールはその共有メモリーセグメントに関連する shmid_ds 構造体のメンバーを以下のように更新する:

• shm_dtime には現在の時刻が設定される。
• shm_lpid には呼び出したプロセスのプロセス ID が設定される。
• shm_nattch を 1 減少させる。 もし 0 になり、削除マークがあった場合は そのセグメントは削除される。

プログラムのソース: svshm_string.h

The following header file is included by the "reader" and "writer" programs.

#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 {                   /* Used in calls to semctl() */
    int                 val;
    struct semid_ds *   buf;
    unsigned short *    array;
#if defined(__linux__)
    struct seminfo *    __buf;
#endif
};
#define MEM_SIZE 4096

プログラムのソース: svshm_string_read.c

The "reader" program creates a shared memory segment and a semaphore set containing one semaphore. It then attaches the shared memory object into its address space and initializes the semaphore value to 1. Finally, the program waits for the semaphore value to become 0, and afterwards prints the string that has been copied into the shared memory segment by the "writer".

/* svshm_string_read.c
   Licensed under GNU General Public License v2 or later.
*/
#include "svshm_string.h"
int
main(int argc, char *argv[])
{
    int semid, shmid;
    union semun arg, dummy;
    struct sembuf sop;
    char *addr;
    /* Create shared memory and semaphore set containing one
       semaphore */
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE, MEM_SIZE, IPC_CREAT | 0600);
    if (shmid == -1)
        errExit("shmget");
    semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT | 0600);
    if (shmid == -1)
        errExit("shmget");
    /* Attach shared memory into our address space */
    addr = shmat(shmid, NULL, SHM_RDONLY);
    if (addr == (void *) -1)
        errExit("shmat");
    /* Initialize semaphore 0 in set with value 1 */
    arg.val = 1;
    if (semctl(semid, 0, SETVAL, arg) == -1)
        errExit("semctl");
    printf("shmid = %d; semid = %d\n", shmid, semid);
    /* Wait for semaphore value to become 0 */
    sop.sem_num = 0;
    sop.sem_op = 0;
    sop.sem_flg = 0;
    if (semop(semid, &sop, 1) == -1)
        errExit("semop");
    /* Print the string from shared memory */
    printf("%s\n", addr);
    /* Remove shared memory and semaphore set */
    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1)
        errExit("shmctl");
    if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, dummy) == -1)
        errExit("semctl");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

プログラムのソース: svshm_string_write.c

The writer program takes three command-line arguments: the IDs of the shared memory segment and semaphore set that have already been created by the "reader", and a string. It attaches the shared memory segment into its address space, and then decrements the semaphore value to 0 in order to inform the "reader" that it can now examine the contents of the shared memory.

/* svshm_string_write.c
   Licensed under GNU General Public License v2 or later.
*/
#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, "Usage: %s shmid semid string\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    len = strlen(argv[3]) + 1;  /* +1 to include trailing '\0' */
    if (len > MEM_SIZE) {
        fprintf(stderr, "String is too big!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* Get object IDs from command-line */
    shmid = atoi(argv[1]);
    semid = atoi(argv[2]);
    /* Attach shared memory into our address space and copy string
       (including trailing null byte) into memory. */
    addr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (addr == (void *) -1)
        errExit("shmat");
    memcpy(addr, argv[3], len);
    /* Decrement semaphore to 0 */
    sop.sem_num = 0;
    sop.sem_op = -1;
    sop.sem_flg = 0;
    if (semop(semid, &sop, 1) == -1)
        errExit("semop");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}