Операционная система UNIX
Операционная система UNIX читать книгу онлайн
Книга посвящена семейству операционных систем UNIX и содержит информацию о принципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой операционной системы.
В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управления памятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX (системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская среда (командный интерпретатор shell, основные команды и утилиты) и сетевая поддержка в UNIX (протоколов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсы сокетов и TLI).
Для широкого круга пользователей.
Внимание! Книга может содержать контент только для совершеннолетних. Для несовершеннолетних чтение данного контента СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО! Если в книге присутствует наличие пропаганды ЛГБТ и другого, запрещенного контента - просьба написать на почту [email protected] для удаления материала
Можно предложить следующее решение данной проблемы:
/* Создаем семафор, если он уже существует semget возвращает ошибку, поскольку указан флаг IPC_EXCL */if ((semid = semget(key, nsems, perms | IPC_CREAT | IPC_EXCL)) < 0) { if (errno = EEXIST) { /* Действительно, ошибка вызвана существованием объекта */ if ((semid = semget(key, nsems, perms)) < 0) return(-1); /* Возможно, не хватает системных ресурсов */ } else return(-1); /* Возможно, не хватает системных ресурсов * /}/* Если семафор создан нами, проинициализируем его */else semop(semid, &sop_unlock[0], 1);Разделяемая память
Интенсивный обмен данными между процессами с использованием рассмотренных механизмов межпроцессного взаимодействия (каналы, FIFO, очереди сообщений) может вызвать падение производительности системы. Это, в первую очередь, связано с тем, что данные, передаваемые с помощью этих объектов, копируются из буфера передающего процесса в буфер ядра и затем в буфер принимающего процесса. Механизм разделяемой памяти позволяет избавиться от накладных расходов передачи данных через ядро, предоставляя двум или более процессам возможность непосредственного получения доступа к одной области памяти для обмена данными.
Безусловно, процессы должны предварительно "договориться" о правилах использования разделяемой памяти. Например, пока один из процессов производит запись данных в разделяемую память, другие процессы должны воздержаться от работы с ней. К счастью, задача кооперативного использования разделяемой памяти, заключающаяся в синхронизации выполнения процессов, легко решается с помощью семафоров.
Примерный сценарий работы с разделяемой памятью выглядит следующим образом:
1. Сервер получает доступ к разделяемой памяти, используя семафор.
2. Сервер производит запись данных в разделяемую память.
3. После завершения записи сервер освобождает разделяемую память с помощью семафора.
4. Клиент получает доступ к разделяемой памяти, запирая ресурс с помощью семафора.
5. Клиент производит чтение данных из разделяемой памяти и освобождает ее, используя семафор.
Для каждой области разделяемой памяти, ядро поддерживает структуру данных
shmid_dsstruct ipc_perm shm_perm | Права доступа, владельца и создателя области (см. описание ipc_perm |
int shm_segsz | Размер выделяемой памяти |
ushort shm_nattch | Число процессов, использующих разделяемую память |
time_t shm_atime | Время последнего присоединения к разделяемой памяти |
time_t shm_dtime | Время последнего отключения от разделяемой памяти |
time_t shm_ctime | Время последнего изменения |
Для создания или для доступа к уже существующей разделяемой памяти используется системный вызов shmget(2):
#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>int shmget(key_t key, int size, int shmflag);Функция возвращает дескриптор разделяемой памяти в случае успеха, и -1 в случае неудачи. Аргумент
sizeshmflagIPC_CREATIPC_EXCL#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>char *shmat(int shmid, char *shmaddr, int shmflag);Вызов shmat(2) возвращает адрес начала области в адресном пространстве процесса размером
size1. Если аргумент
shmaddr2. Если аргумент
shmaddrSHM_RNDshmflag• Если флажок
SHM_RNDshmaddr• Если флажок
SHM_RNDshmaddrSHMLBAПо умолчанию разделяемая память присоединяется с правами на чтение и запись. Эти права можно изменить, указав флажок
SHM_RDONLYshmflagТаким образом, несколько процессов могут отображать область разделяемой памяти в различные участки собственного виртуального адресного пространства, как это показано на рис. 3.20.
Рис. 3.20. Совместное использование разделяемой памяти
Окончив работу с разделяемой памятью, процесс отключает (detach) область вызовом shmdt(2):
#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>int shmdt(char *shmaddr);При работе с разделяемой памятью необходимо синхронизировать выполнение взаимодействующих процессов: когда один из процессов записывает данные в разделяемую память, остальные процессы ожидают завершения операции. Обычно синхронизация обеспечивается с помощью семафоров, назначение и число которых определяется конкретным использованием разделяемой памяти.
