shm_open(3)

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

BIBLIOTHÈQUE
Bibliothèque de temps réel (librt, -lrt)

SYNOPSIS
#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);

DESCRIPTION
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 :

O_RDONLY
    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).

O_RDWR
    Ouvrir l'objet en lecture et écriture.

O_CREAT
    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.

O_EXCL
    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.

O_TRUNC
    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).

VALEUR RENVOYÉE
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 l'erreur.

ERREURS

EACCES
    La permission d'utiliser shm_unlink() sur l'objet en mémoire partagée a été refusée.

EACCES
    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.

EEXIST
    O_CREAT et O_EXCL ont été spécifiés dans shm_open() et un objet de mémoire partagée du même nom existe déjà.

EINVAL
    L'argument nom de shm_open() n'était pas valable.

EMFILE
    La limite du nombre de descripteurs de fichiers par processus a été atteinte.

ENAMETOOLONG
    La longueur du nom dépasse PATH_MAX.

ENFILE
    La limite du nombre total de fichiers ouverts pour le système entier a été atteinte.

ENOENT
    Tentative d'ouvrir avec shm_open() un objet nom qui n'existe pas, alors que l'attribut O_CREAT n'a pas été spécifié.

ENOENT
    Tentative d'utiliser shm_unlink() sur un objet nom qui n'existe pas.

ATTRIBUTS
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

VERSIONS
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.

STANDARDS
POSIX.1-2008.

HISTORIQUE
glibc 2.2. POSIX.1-2001.

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.

EXEMPLES
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 hello;
    HELLO

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.

    #ifndef PSHM_UCASE_H
    #define PSHM_UCASE_H

    #include <err.h>
    #include <semaphore.h>
    #include <stddef.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>

    #define BUF_SIZE 1024   /* Maximum size for exchanged string */

    /* Define a structure that will be imposed on the shared
       memory object */

    struct shmbuf {
        sem_t  sem1;            /* POSIX unnamed semaphore */
        sem_t  sem2;            /* POSIX unnamed semaphore */
        size_t cnt;             /* Number of bytes used in 'buf' */
        char   buf[BUF_SIZE];   /* Data being transferred */
    };

    #endif  // include guard

  Source programme : pshm_ucase_bounce.c
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 <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <unistd.h>

    #include "pshm_ucase.h"

    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        int            fd;
        char           *shmpath;
        struct shmbuf  *shmp;

        if (argc != 2) {
            fprintf(stderr, "Usage: %s /shm-path\n", argv[0]);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        shmpath = argv[1];

        /* Create shared memory object and set its size to the size
           of our structure.  */

        fd = shm_open(shmpath, O_CREAT | O_EXCL | O_RDWR, 0600);
        if (fd == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "shm_open");

        if (ftruncate(fd, sizeof(struct shmbuf)) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "ftruncate");

        /* Map the object into the caller's address space.  */

        shmp = mmap(NULL, sizeof(*shmp), PROT_READ | PROT_WRITE,
                    MAP_SHARED, fd, 0);
        if (shmp == MAP_FAILED)
            err(EXIT_FAILURE, "mmap");

        /* Initialize semaphores as process-shared, with value 0.  */

        if (sem_init(&shmp->sem1, 1, 0) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "sem_init-sem1");
        if (sem_init(&shmp->sem2, 1, 0) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "sem_init-sem2");

        /* Wait for 'sem1' to be posted by peer before touching
           shared memory.  */

        if (sem_wait(&shmp->sem1) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "sem_wait");

        /* Convert data in shared memory into upper case.  */

        for (size_t j = 0; j < shmp->cnt; j++)
            shmp->buf[j] = toupper((unsigned char) shmp->buf[j]);

        /* Post 'sem2' to tell the peer that it can now
           access the modified data in shared memory.  */

        if (sem_post(&shmp->sem2) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "sem_post");

        /* Unlink the shared memory object.  Even if the peer process
           is still using the object, this is okay.  The object will
           be removed only after all open references are closed.  */

        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 <fcntl.h>
    #include <stddef.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <unistd.h>

    #include "pshm_ucase.h"

    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        int            fd;
        char           *shmpath, *string;
        size_t         len;
        struct shmbuf  *shmp;

        if (argc != 3) {
            fprintf(stderr, "Usage: %s /shm-path string\n", argv[0]);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        shmpath = argv[1];
        string = argv[2];
        len = strlen(string);

        if (len > BUF_SIZE) {
            fprintf(stderr, "String is too long\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        /* Open the existing shared memory object and map it
           into the caller's address space.  */

        fd = shm_open(shmpath, O_RDWR, 0);
        if (fd == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "shm_open");

        shmp = mmap(NULL, sizeof(*shmp), PROT_READ | PROT_WRITE,
                    MAP_SHARED, fd, 0);
        if (shmp == MAP_FAILED)
            err(EXIT_FAILURE, "mmap");

        /* Copy data into the shared memory object.  */

        shmp->cnt = len;
        memcpy(&shmp->buf, string, len);

        /* Tell peer that it can now access shared memory.  */

        if (sem_post(&shmp->sem1) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "sem_post");

        /* Wait until peer says that it has finished accessing
           the shared memory.  */

        if (sem_wait(&shmp->sem2) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "sem_wait");

        /* Write modified data in shared memory to standard output.  */

        if (write(STDOUT_FILENO, &shmp->buf, len) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "write");
        if (write(STDOUT_FILENO, "\n", 1) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "write");

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

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

TRADUCTION
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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