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Tutto ciò ci mostra come sia immediato realizzare un meccanismo di
comunicazione fra processi attraverso una pipe, utilizzando le proprietà
-ordinarie dei file, ma ci mostra anche qual'è il principale\footnote{Stevens
+ordinarie dei file, ma ci mostra anche qual è il principale\footnote{Stevens
in \cite{APUE} riporta come limite anche il fatto che la comunicazione è
unidirezionale, ma in realtà questo è un limite facilmente superabile usando
una coppia di pipe.} limite nell'uso delle pipe. È necessario infatti che i
Per capire meglio il funzionamento delle pipe faremo un esempio di quello che
è il loro uso più comune, analogo a quello effettuato della shell, e che
consiste nell'inviare l'output di un processo (lo standard output) sull'input
-di un'altro. Realizzeremo il programma di esempio nella forma di un
+di un altro. Realizzeremo il programma di esempio nella forma di un
\textit{CGI}\footnote{Un CGI (\textit{Common Gateway Interface}) è un
programma che permette la creazione dinamica di un oggetto da inserire
all'interno di una pagina HTML.} per Apache, che genera una immagine JPEG
-di un codice a barre, specificato come parametro di input.
+di un codice a barre, specificato come argomento in ingresso.
Un programma che deve essere eseguito come \textit{CGI} deve rispondere a
delle caratteristiche specifiche, esso infatti non viene lanciato da una
shell, ma dallo stesso web server, alla richiesta di una specifica URL, che di
solito ha la forma:
\begin{verbatim}
- http://www.sito.it/cgi-bin/programma?parametro
+ http://www.sito.it/cgi-bin/programma?argomento
\end{verbatim}
ed il risultato dell'elaborazione deve essere presentato (con una intestazione
che ne descrive il mime-type) sullo standard output, in modo che il web-server
Si potrebbe obiettare che sarebbe molto più semplice salvare il risultato
intermedio su un file temporaneo. Questo però non tiene conto del fatto che un
\textit{CGI} deve poter gestire più richieste in concorrenza, e si avrebbe una
-evidente race condition\index{race condition} in caso di accesso simultaneo a
-detto file.\footnote{il problema potrebbe essere superato determinando in
- anticipo un nome appropriato per il file temporaneo, che verrebbe utilizzato
- dai vari sotto-processi, e cancellato alla fine della loro esecuzione; ma a
- questo le cose non sarebbero più tanto semplici.} L'uso di una pipe invece
-permette di risolvere il problema in maniera semplice ed elegante, oltre ad
-essere molto più efficiente, dato che non si deve scrivere su disco.
+evidente \textit{race condition}\itindex{race~condition} in caso di accesso
+simultaneo a detto file.\footnote{il problema potrebbe essere superato
+ determinando in anticipo un nome appropriato per il file temporaneo, che
+ verrebbe utilizzato dai vari sotto-processi, e cancellato alla fine della
+ loro esecuzione; ma a questo le cose non sarebbero più tanto semplici.}
+L'uso di una pipe invece permette di risolvere il problema in maniera semplice
+ed elegante, oltre ad essere molto più efficiente, dato che non si deve
+scrivere su disco.
Il programma ci servirà anche come esempio dell'uso delle funzioni di
duplicazione dei file descriptor che abbiamo trattato in
effettivamente eseguiti. Questo non comporta nessun problema dato che la
lettura su una pipe è bloccante, per cui ciascun processo, per quanto lanciato
per primo, si bloccherà in attesa di ricevere sullo standard input il
-risultato dell'elaborazione del precedente, benchè quest'ultimo venga invocato
+risultato dell'elaborazione del precedente, benché quest'ultimo venga invocato
dopo.
\begin{figure}[!htb]
lettura; è possibile anche usare la fifo all'interno di un solo processo, nel
qual caso però occorre stare molto attenti alla possibili situazioni di
stallo.\footnote{se si cerca di leggere da una fifo che non contiene dati si
- avrà un deadlock\index{deadlock} immediato, dato che il processo si blocca e
- non potrà quindi mai eseguire le funzioni di scrittura.}
+ avrà un deadlock\itindex{deadlock} immediato, dato che il processo si blocca
+ e non potrà quindi mai eseguire le funzioni di scrittura.}
Per la loro caratteristica di essere accessibili attraverso il filesystem, è
piuttosto frequente l'utilizzo di una fifo come canale di comunicazione nelle
dell'insieme delle frasi non nulla, dato che l'inizializzazione del vettore
\var{fortune} avviene solo quando questa dimensione viene specificata, la
presenza di un valore nullo provoca l'uscita dal programma attraverso la
-routine (non riportata) che ne stampa le modalità d'uso. Dopo di che installa
-(\texttt{\small 13--15}) la funzione che gestisce i segnali di interruzione
-(anche questa non è riportata in fig.~\ref{fig:ipc_fifo_server}) che si limita
-a rimuovere dal filesystem la fifo usata dal server per comunicare.
+funzione (non riportata) che ne stampa le modalità d'uso. Dopo di che
+installa (\texttt{\small 13--15}) la funzione che gestisce i segnali di
+interruzione (anche questa non è riportata in fig.~\ref{fig:ipc_fifo_server})
+che si limita a rimuovere dal filesystem la fifo usata dal server per
+comunicare.
Terminata l'inizializzazione (\texttt{\small 16}) si effettua la chiamata alla
funzione \code{FortuneParse} che legge dal file specificato in
A questo punto si può entrare nel ciclo principale del programma che fornisce
le risposte ai client (\texttt{\small 34--50}); questo viene eseguito
indefinitamente (l'uscita del server viene effettuata inviando un segnale, in
-modo da passare attraverso la routine di chiusura che cancella la fifo).
+modo da passare attraverso la funzione di chiusura che cancella la fifo).
Il server è progettato per accettare come richieste dai client delle stringhe
che contengono il nome della fifo sulla quale deve essere inviata la risposta.
occorrerà definire la speciale variabile di ambiente \code{LD\_LIBRARY\_PATH}
in modo che il linker dinamico possa accedervi.
-In generale questa variabile indica il pathname della directory contenente la
-libreria. Nell'ipotesi (che daremo sempre per verificata) che si facciano le
-prove direttamente nella directory dei sorgenti (dove di norma vengono creati
-sia i programmi che la libreria), il comando da dare sarà \code{export
- LD\_LIBRARY\_PATH=./}; a questo punto potremo lanciare il server, facendogli
-leggere una decina di frasi, con:
+In generale questa variabile indica il \itindex{pathname}\textit{pathname}
+della directory contenente la libreria. Nell'ipotesi (che daremo sempre per
+verificata) che si facciano le prove direttamente nella directory dei sorgenti
+(dove di norma vengono creati sia i programmi che la libreria), il comando da
+dare sarà \code{export LD\_LIBRARY\_PATH=./}; a questo punto potremo lanciare
+il server, facendogli leggere una decina di frasi, con:
\begin{verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./fortuned -n10
\end{verbatim}
La funzione restituisce in \param{sv} la coppia di descrittori connessi fra di
loro: quello che si scrive su uno di essi sarà ripresentato in input
-sull'altro e viceversa. I parametri \param{domain}, \param{type} e
-\param{protocol} derivano dall'interfaccia dei socket\index{socket} (che è
-quella che fornisce il substrato per connettere i due descrittori), ma in
-questo caso i soli valori validi che possono essere specificati sono
-rispettivamente \const{AF\_UNIX}, \const{SOCK\_STREAM} e \val{0}.
+sull'altro e viceversa. Gli argomenti \param{domain}, \param{type} e
+\param{protocol} derivano dall'interfaccia dei socket\index{socket} (vedi
+sez.~\ref{sec:sock_creation}) che è quella che fornisce il substrato per
+connettere i due descrittori, ma in questo caso i soli valori validi che
+possono essere specificati sono rispettivamente \const{AF\_UNIX},
+\const{SOCK\_STREAM} e \val{0}.
L'utilità di chiamare questa funzione per evitare due chiamate a \func{pipe}
può sembrare limitata; in realtà l'utilizzo di questa funzione (e dei
linea non solo dei dati, ma anche dei file descriptor: si può cioè passare da
un processo ad un altro un file descriptor, con una sorta di duplicazione
dello stesso non all'interno di uno stesso processo, ma fra processi distinti
-(torneremo su questa funzionalità in sez.~\ref{sec:xxx_fd_passing}).
+(torneremo su questa funzionalità in sez.~\ref{sec:sock_fd_passing}).
-\section{La comunicazione fra processi di System V}
+\section{Il sistema di comunicazione fra processi di System V}
\label{sec:ipc_sysv}
Benché le pipe e le fifo siano ancora ampiamente usate, esse scontano il
oggetti per la comunicazione fra processi ed una nuova interfaccia di
programmazione, che fossero in grado di garantire una maggiore flessibilità.
In questa sezione esamineremo come Linux supporta quello che viene chiamato il
-\textsl{Sistema di comunicazione inter-processo} di System V, cui da qui in
+\textsl{Sistema di comunicazione fra processi} di System V, cui da qui in
avanti faremo riferimento come \textit{SysV IPC} (dove IPC è la sigla di
\textit{Inter-Process Comunication}).
Usando la stessa chiave due processi diversi possono ricavare l'identificatore
associato ad un oggetto ed accedervi. Il problema che sorge a questo punto è
come devono fare per accordarsi sull'uso di una stessa chiave. Se i processi
-sono \textsl{parenti} la soluzione è relativamente semplice, in tal caso
+sono \textsl{imparentati} la soluzione è relativamente semplice, in tal caso
infatti si può usare il valore speciale \texttt{IPC\_PRIVATE} per creare un
nuovo oggetto nel processo padre, l'identificatore così ottenuto sarà
-disponibile in tutti i figli, e potrà essere passato come parametro attraverso
+disponibile in tutti i figli, e potrà essere passato come argomento attraverso
una \func{exec}.
-Però quando i processi non sono \textsl{parenti} (come capita tutte le volte
-che si ha a che fare con un sistema client-server) tutto questo non è
+Però quando i processi non sono \textsl{imparentati} (come capita tutte le
+volte che si ha a che fare con un sistema client-server) tutto questo non è
possibile; si potrebbe comunque salvare l'identificatore su un file noto, ma
questo ovviamente comporta lo svantaggio di doverselo andare a rileggere. Una
alternativa più efficace è quella che i programmi usino un valore comune per
\end{functions}
La funzione determina un valore della chiave sulla base di \param{pathname},
-che deve specificare il pathname di un file effettivamente esistente e di un
-numero di progetto \param{proj\_id)}, che di norma viene specificato come
-carattere, dato che ne vengono utilizzati solo gli 8 bit meno
-significativi.\footnote{nelle libc4 e libc5, come avviene in SunOS,
- l'argomento \param{proj\_id} è dichiarato tipo \ctyp{char}, le \acr{glibc}
- usano il prototipo specificato da XPG4, ma vengono lo stesso utilizzati gli
- 8 bit meno significativi.}
+che deve specificare il \itindex{pathname}\textit{pathname} di un file
+effettivamente esistente e di un numero di progetto \param{proj\_id)}, che di
+norma viene specificato come carattere, dato che ne vengono utilizzati solo
+gli 8 bit meno significativi.\footnote{nelle libc4 e libc5, come avviene in
+ SunOS, l'argomento \param{proj\_id} è dichiarato tipo \ctyp{char}, le
+ \acr{glibc} usano il prototipo specificato da XPG4, ma vengono lo stesso
+ utilizzati gli 8 bit meno significativi.}
Il problema è che anche così non c'è la sicurezza che il valore della chiave
sia univoco, infatti esso è costruito combinando il byte di \param{proj\_id)}
il proprietario, il suo gruppo e tutti gli altri.
Quando l'oggetto viene creato i campi \var{cuid} e \var{uid} di
-\struct{ipc\_perm} ed i campi \var{cgid} e \var{gid} vengono settati
-rispettivamente al valore dell'user-ID e del group-ID effettivo del processo che
-ha chiamato la funzione, ma, mentre i campi \var{uid} e \var{gid} possono
+\struct{ipc\_perm} ed i campi \var{cgid} e \var{gid} vengono impostati
+rispettivamente al valore dell'user-ID e del group-ID effettivo del processo
+che ha chiamato la funzione, ma, mentre i campi \var{uid} e \var{gid} possono
essere cambiati, i campi \var{cuid} e \var{cgid} restano sempre gli stessi.
Il controllo di accesso è effettuato a due livelli. Il primo livello è nelle
\item se l'user-ID effettivo del processo corrisponde o al valore del campo
\var{cuid} o a quello del campo \var{uid} ed il permesso per il proprietario
in \var{mode} è appropriato\footnote{per appropriato si intende che è
- settato il permesso di scrittura per le operazioni di scrittura e quello
+ impostato il permesso di scrittura per le operazioni di scrittura e quello
di lettura per le operazioni di lettura.} l'accesso è consentito.
\item se il group-ID effettivo del processo corrisponde o al
valore del campo \var{cgid} o a quello del campo \var{gid} ed il permesso
\end{figure}
-Una coda di messaggi è costituita da una \textit{linked list};\footnote{una
- \textit{linked list} è una tipica struttura di dati, organizzati in una
- lista in cui ciascun elemento contiene un puntatore al successivo. In questo
- modo la struttura è veloce nell'estrazione ed immissione dei dati dalle
- estremità dalla lista (basta aggiungere un elemento in testa o in coda ed
- aggiornare un puntatore), e relativamente veloce da attraversare in ordine
- sequenziale (seguendo i puntatori), è invece relativamente lenta
- nell'accesso casuale e nella ricerca.} i nuovi messaggi vengono inseriti in
-coda alla lista e vengono letti dalla cima, in fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema} si
-è riportato lo schema con cui queste strutture vengono mantenute dal
-kernel.\footnote{lo schema illustrato in fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema} è in
- realtà una semplificazione di quello usato effettivamente fino ai kernel
- della serie 2.2.x, nei kernel della serie 2.4.x la gestione delle code di
- messaggi è stata modificata ed è effettuata in maniera diversa; abbiamo
- mantenuto lo schema precedente in quanto illustra comunque in maniera più
- che adeguata i principi di funzionamento delle code di messaggi.}
+Una coda di messaggi è costituita da una \itindex{linked~list}\textit{linked
+ list};\footnote{una \textit{linked list} è una tipica struttura di dati,
+ organizzati in una lista in cui ciascun elemento contiene un puntatore al
+ successivo. In questo modo la struttura è veloce nell'estrazione ed
+ immissione dei dati dalle estremità dalla lista (basta aggiungere un
+ elemento in testa o in coda ed aggiornare un puntatore), e relativamente
+ veloce da attraversare in ordine sequenziale (seguendo i puntatori), è
+ invece relativamente lenta nell'accesso casuale e nella ricerca.} i nuovi
+messaggi vengono inseriti in coda alla lista e vengono letti dalla cima, in
+fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema} si è riportato lo schema con cui queste strutture
+vengono mantenute dal kernel.\footnote{lo schema illustrato in
+ fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema} è in realtà una semplificazione di quello usato
+ effettivamente fino ai kernel della serie 2.2.x, nei kernel della serie
+ 2.4.x la gestione delle code di messaggi è stata modificata ed è effettuata
+ in maniera diversa; abbiamo mantenuto lo schema precedente in quanto
+ illustra comunque in maniera più che adeguata i principi di funzionamento
+ delle code di messaggi.}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
funzioni \func{select} e \func{poll}. Questo rende molto scomodo usare più di
una di queste strutture alla volta; ad esempio non si può scrivere un server
che aspetti un messaggio su più di una coda senza fare ricorso ad una tecnica
-di \textit{polling}\index{polling} che esegua un ciclo di attesa su ciascuna
-di esse.
+di \textit{polling}\itindex{polling} che esegua un ciclo di attesa su
+ciascuna di esse.
Come esempio dell'uso delle code di messaggi possiamo riscrivere il nostro
server di \textit{fortunes} usando queste al posto delle fifo. In questo caso
messaggio ricevuto.
Proviamo allora il nostro nuovo sistema, al solito occorre definire
-\code{LD\_LIBRAY\_PATH} per accedere alla libreria \file{libgapil.so}, dopo di
+\code{LD\_LIBRARY\_PATH} per accedere alla libreria \file{libgapil.so}, dopo di
che, in maniera del tutto analoga a quanto fatto con il programma che usa le
fifo, potremo far partire il server con:
\begin{verbatim}
I semafori non sono meccanismi di intercomunicazione diretta come quelli
(pipe, fifo e code di messaggi) visti finora, e non consentono di scambiare
dati fra processi, ma servono piuttosto come meccanismi di sincronizzazione o
-di protezione per le \textsl{sezioni critiche}\index{sezioni critiche} del
+di protezione per le \textsl{sezioni critiche} \index{sezione~critica} del
codice (si ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
Un semaforo è uno speciale contatore, mantenuto nel kernel, che permette, a
}
\end{functions}
-La funzione può avere tre o quattro parametri, a seconda dell'operazione
+La funzione può avere tre o quattro argomenti, a seconda dell'operazione
specificata con \param{cmd}, ed opera o sull'intero insieme specificato da
\param{semid} o sul singolo semaforo di un insieme, specificato da
\param{semnum}.
fig.~\ref{fig:ipc_semun}.
Come già accennato sia il comportamento della funzione che il numero di
-parametri con cui deve essere invocata, dipendono dal valore dell'argomento
+argomenti con cui deve essere invocata dipendono dal valore dell'argomento
\param{cmd}, che specifica l'azione da intraprendere; i valori validi (che
cioè non causano un errore di \errcode{EINVAL}) per questo argomento sono i
seguenti:
vecchie versioni delle librerie del C, come le libc5.}
\begin{figure}[htb]
- \centering \includegraphics[width=15cm]{img/semtruct}
+ \centering \includegraphics[width=13cm]{img/semtruct}
\caption{Schema della struttura di un insieme di semafori.}
\label{fig:ipc_sem_schema}
\end{figure}
kernel crea una struttura \struct{sem\_queue} che viene aggiunta in fondo alla
coda di attesa associata a ciascun insieme di semafori\footnote{che viene
referenziata tramite i campi \var{sem\_pending} e \var{sem\_pending\_last}
- di \struct{semid\_ds}.}. Nella struttura viene memorizzato il riferimento
-alle operazioni richieste (nel campo \var{sops}, che è un puntatore ad una
-struttura \struct{sembuf}) e al processo corrente (nel campo \var{sleeper}) poi
-quest'ultimo viene messo stato di attesa e viene invocato lo
-scheduler\index{scheduler} per passare all'esecuzione di un altro processo.
+ di \struct{semid\_ds}.}.
+
+Nella struttura viene memorizzato il riferimento alle operazioni richieste
+(nel campo \var{sops}, che è un puntatore ad una struttura \struct{sembuf}) e
+al processo corrente (nel campo \var{sleeper}) poi quest'ultimo viene messo
+stato di attesa e viene invocato lo scheduler\itindex{scheduler} per passare
+all'esecuzione di un altro processo.
Se invece tutte le operazioni possono avere successo queste vengono eseguite
immediatamente, dopo di che il kernel esegue una scansione della coda di
struttura \struct{sem\_queue} viene rimossa e lo stato del processo associato
all'operazione (\var{sleeper}) viene riportato a \textit{running}; il tutto
viene ripetuto fin quando non ci sono più operazioni eseguibili o si è
-svuotata la coda.
-
-Per gestire il meccanismo del ripristino tutte le volte che per un'operazione
-si è specificato il flag \const{SEM\_UNDO} viene mantenuta per ciascun insieme
-di semafori una apposita struttura \struct{sem\_undo} che contiene (nel vettore
-puntato dal campo \var{semadj}) un valore di aggiustamento per ogni semaforo
-cui viene sommato l'opposto del valore usato per l'operazione.
+svuotata la coda. Per gestire il meccanismo del ripristino tutte le volte che
+per un'operazione si è specificato il flag \const{SEM\_UNDO} viene mantenuta
+per ciascun insieme di semafori una apposita struttura \struct{sem\_undo} che
+contiene (nel vettore puntato dal campo \var{semadj}) un valore di
+aggiustamento per ogni semaforo cui viene sommato l'opposto del valore usato
+per l'operazione.
Queste strutture sono mantenute in due liste,\footnote{rispettivamente
attraverso i due campi \var{id\_next} e \var{proc\_next}.} una associata
l'operazione;\footnote{attraverso il campo \var{semundo} di
\struct{task\_struct}, come mostrato in \ref{fig:ipc_sem_schema}.} quando un
processo termina, la lista ad esso associata viene scandita e le operazioni
-applicate al semaforo.
-
-Siccome un processo può accumulare delle richieste di ripristino per semafori
-differenti chiamate attraverso diverse chiamate a \func{semop}, si pone il
-problema di come eseguire il ripristino dei semafori all'uscita del processo,
-ed in particolare se questo può essere fatto atomicamente. Il punto è cosa
-succede quando una delle operazioni previste per il ripristino non può essere
-eseguita immediatamente perché ad esempio il semaforo è occupato; in tal caso
-infatti, se si pone il processo in stato di \textit{sleep} aspettando la
-disponibilità del semaforo (come faceva l'implementazione originaria) si perde
-l'atomicità dell'operazione. La scelta fatta dal kernel è pertanto quella di
-effettuare subito le operazioni che non prevedono un blocco del processo e di
-ignorare silenziosamente le altre; questo però comporta il fatto che il
-ripristino non è comunque garantito in tutte le occasioni.
+applicate al semaforo. Siccome un processo può accumulare delle richieste di
+ripristino per semafori differenti chiamate attraverso diverse chiamate a
+\func{semop}, si pone il problema di come eseguire il ripristino dei semafori
+all'uscita del processo, ed in particolare se questo può essere fatto
+atomicamente.
+
+Il punto è cosa succede quando una delle operazioni previste per il ripristino
+non può essere eseguita immediatamente perché ad esempio il semaforo è
+occupato; in tal caso infatti, se si pone il processo in stato di
+\textit{sleep} aspettando la disponibilità del semaforo (come faceva
+l'implementazione originaria) si perde l'atomicità dell'operazione. La scelta
+fatta dal kernel è pertanto quella di effettuare subito le operazioni che non
+prevedono un blocco del processo e di ignorare silenziosamente le altre;
+questo però comporta il fatto che il ripristino non è comunque garantito in
+tutte le occasioni.
Come esempio di uso dell'interfaccia dei semafori vediamo come implementare
con essa dei semplici \textit{mutex} (cioè semafori binari), tutto il codice
sblocco non servirebbe comunque, dato che l'operazione non sarebbe atomica.
Vedremo in sez.~\ref{sec:ipc_lock_file} come sia possibile ottenere
un'interfaccia analoga a quella appena illustrata, senza incorrere in questi
-problemi, usando il file locking\index{file!locking}.
+problemi, usando il \index{file!locking} \textit{file locking}.
\subsection{Memoria condivisa}
\const{IPC\_RMID} senza i permessi necessari.
\item[\errcode{EOVERFLOW}] Si è tentato il comando \const{IPC\_STAT} ma il
valore del group-ID o dell'user-ID è troppo grande per essere
- memorizzato nella struttura puntata dal \param{buf}.
+ memorizzato nella struttura puntata da \param{buf}.
\item[\errcode{EFAULT}] L'indirizzo specificato con \param{buf} non è
valido.
\end{errlist}
\var{shm\_perm.uid} e \var{shm\_perm.gid} occorre essere il proprietario o
il creatore del segmento, oppure l'amministratore. Compiuta l'operazione
aggiorna anche il valore del campo \var{shm\_ctime}.
-\item[\const{SHM\_LOCK}] Abilita il
- \textit{memory locking}\index{memory locking}\footnote{impedisce cioè che la
- memoria usata per il segmento venga salvata su disco dal meccanismo della
- memoria virtuale\index{memoria virtuale}; si ricordi quanto trattato in
+\item[\const{SHM\_LOCK}] Abilita il \itindex{memory~locking} \textit{memory
+ locking}\footnote{impedisce cioè che la memoria usata per il segmento
+ venga salvata su disco dal meccanismo della \index{memoria~virtuale}
+ memoria virtuale; si ricordi quanto trattato in
sez.~\ref{sec:proc_mem_lock}.} sul segmento di memoria condivisa. Solo
l'amministratore può utilizzare questo comando.
-\item[\const{SHM\_UNLOCK}] Disabilita il \textit{memory locking} sul segmento
- di memoria condivisa. Solo l'amministratore può utilizzare questo comando.
+\item[\const{SHM\_UNLOCK}] Disabilita il \textit{memory locking}
+ \itindex{memory~locking} sul segmento di memoria condivisa. Solo
+ l'amministratore può utilizzare questo comando.
\end{basedescript}
i primi tre comandi sono gli stessi già visti anche per le code di messaggi e
gli insiemi di semafori, gli ultimi due sono delle estensioni specifiche
previste da Linux, che permettono di abilitare e disabilitare il meccanismo
-della memoria virtuale\index{memoria virtuale} per il segmento.
+della memoria virtuale \index{memoria~virtuale} per il segmento.
L'argomento \param{buf} viene utilizzato solo con i comandi \const{IPC\_STAT}
e \const{IPC\_SET} nel qual caso esso dovrà puntare ad una struttura
fig.~\ref{fig:ipc_shmem_layout} (per la comprensione del resto dello schema si
ricordi quanto illustrato al proposito in sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}). In
particolare l'indirizzo finale del segmento dati (quello impostato da
-\func{brk}, vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_sbrk}) non viene influenzato. Si tenga
-presente infine che la funzione ha successo anche se il segmento è stato
-marcato per la cancellazione.
+\func{brk}, vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_sbrk_alloca}) non viene influenzato.
+Si tenga presente infine che la funzione ha successo anche se il segmento è
+stato marcato per la cancellazione.
\begin{figure}[htb]
\centering
\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo, e -1 in caso di
errore, la funzione fallisce solo quando non c'è un segmento agganciato
- all'indirizzo \func{shmaddr}, con \var{errno} che assume il valore
+ all'indirizzo \param{shmaddr}, con \var{errno} che assume il valore
\errval{EINVAL}.}
\end{functions}
sgancia dal processo e poi lo rimuove. Il primo passo (\texttt{\small 37}) è
la chiamata a \func{shmdt} per sganciare il segmento, restituendo
(\texttt{\small 38--39}) un valore -1 in caso di errore. Il passo successivo
-(\texttt{\small 41}) è utilizzare \func{shmget} per ottenre l'identificatore
+(\texttt{\small 41}) è utilizzare \func{shmget} per ottenere l'identificatore
associato al segmento data la chiave \var{key}. Al solito si restituisce un
valore di -1 (\texttt{\small 42--45}) in caso di errore, mentre se tutto va
bene si conclude restituendo un valore nullo.
riga di comando (che si limitano alla eventuale stampa di un messaggio di
aiuto a video ed all'impostazione della durata dell'intervallo con cui viene
ripetuto il calcolo delle proprietà della directory) controlla (\texttt{\small
- 20--23}) che sia stato specificato il parametro necessario contenente il
-nome della directory da tenere sotto controllo, senza il quale esce
-immediatamente con un messaggio di errore.
+ 20--23}) che sia stato specificato l'argomento necessario contenente il nome
+della directory da tenere sotto controllo, senza il quale esce immediatamente
+con un messaggio di errore.
-Poi, per verificare che il parametro specifichi effettivamente una directory,
+Poi, per verificare che l'argomento specifichi effettivamente una directory,
si esegue (\texttt{\small 24--26}) su di esso una \func{chdir}, uscendo
immediatamente in caso di errore. Questa funzione serve anche per impostare
la directory di lavoro del programma nella directory da tenere sotto
sez.~\ref{sec:file_open}) che prevede\footnote{questo è quanto dettato dallo
standard POSIX.1, ciò non toglie che in alcune implementazioni questa
tecnica possa non funzionare; in particolare per Linux, nel caso di NFS, si
- è comunque soggetti alla possibilità di una race
- condition\index{race condition}.} che essa ritorni un errore quando usata
-con i flag di \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}. In tal modo la creazione di
-un \textsl{file di lock} può essere eseguita atomicamente, il processo che
-crea il file con successo si può considerare come titolare del lock (e della
+ è comunque soggetti alla possibilità di una \itindex{race~condition}
+ \textit{race condition}.} che essa ritorni un errore quando usata con i
+flag di \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}. In tal modo la creazione di un
+\textsl{file di lock} può essere eseguita atomicamente, il processo che crea
+il file con successo si può considerare come titolare del lock (e della
risorsa ad esso associata) mentre il rilascio si può eseguire con una chiamata
ad \func{unlink}.
Un esempio dell'uso di questa funzione è mostrato dalle funzioni
\func{LockFile} ed \func{UnlockFile} riportate in fig.~\ref{fig:ipc_file_lock}
-(sono contenute in \file{LockFile.c}, un'altro dei sorgenti allegati alla
+(sono contenute in \file{LockFile.c}, un altro dei sorgenti allegati alla
guida) che permettono rispettivamente di creare e rimuovere un \textsl{file di
lock}. Come si può notare entrambe le funzioni sono elementari; la prima
(\texttt{\small 4--10}) si limita ad aprire il file di lock (\texttt{\small
esistente; se il link esiste già e la funzione fallisce, significa che la
risorsa è bloccata e potrà essere sbloccata solo con un \func{unlink},
altrimenti il link è creato ed il lock acquisito; il controllo e l'eventuale
-acquisizione sono atomici; la soluzione funziona anche su NFS, ma ha un'altro
+acquisizione sono atomici; la soluzione funziona anche su NFS, ma ha un altro
difetto è che è quello di poterla usare solo se si opera all'interno di uno
stesso filesystem.
sincronizzazione: anzitutto in caso di terminazione imprevista del processo,
si lascia allocata la risorsa (il \textsl{file di lock}) e questa deve essere
sempre cancellata esplicitamente. Inoltre il controllo della disponibilità
-può essere eseguito solo con una tecnica di \textit{polling}\index{polling},
+può essere eseguito solo con una tecnica di \textit{polling}\itindex{polling},
ed è quindi molto inefficiente.
La tecnica dei file di lock ha comunque una sua utilità, e può essere usata
Dato che i file di lock\index{file!di lock} presentano gli inconvenienti
illustrati in precedenza, la tecnica alternativa di sincronizzazione più
comune è quella di fare ricorso al \textit{file locking}\index{file!locking}
-(trattato in sez.~\ref{sec:file_locking}) usando \func{fcntl} su un file creato
-per l'occasione per ottenere un write lock. In questo modo potremo usare il
-lock come un \textit{mutex}: per bloccare la risorsa basterà acquisire il
-lock, per sbloccarla basterà rilasciare il lock. Una richiesta fatta con un
-write lock metterà automaticamente il processo in stato di attesa, senza
-necessità di ricorrere al \textit{polling}\index{polling} per determinare la
-disponibilità della risorsa, e al rilascio della stessa da parte del processo
-che la occupava si otterrà il nuovo lock atomicamente.
+(trattato in sez.~\ref{sec:file_locking}) usando \func{fcntl} su un file
+creato per l'occasione per ottenere un write lock. In questo modo potremo
+usare il lock come un \textit{mutex}: per bloccare la risorsa basterà
+acquisire il lock, per sbloccarla basterà rilasciare il lock. Una richiesta
+fatta con un write lock metterà automaticamente il processo in stato di
+attesa, senza necessità di ricorrere al \textit{polling}\itindex{polling} per
+determinare la disponibilità della risorsa, e al rilascio della stessa da
+parte del processo che la occupava si otterrà il nuovo lock atomicamente.
Questo approccio presenta il notevole vantaggio che alla terminazione di un
processo tutti i lock acquisiti vengono rilasciati automaticamente (alla
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Il codice delle funzioni che permettono per la gestione dei
- \textit{mutex} con il file locking\index{file!locking}.}
+ \textit{mutex} con il \index{file!locking} \textit{file locking}.}
\label{fig:ipc_flock_mutex}
\end{figure}
Il codice delle varie funzioni usate per implementare un mutex utilizzando il
-file locking\index{file!locking} è riportato in fig.~\ref{fig:ipc_flock_mutex};
-si è mantenuta volutamente una struttura analoga alle precedenti funzioni che
-usano i semafori, anche se le due interfacce non possono essere completamente
-equivalenti, specie per quanto riguarda la rimozione del mutex.
+\textit{file locking} \index{file!locking} è riportato in
+fig.~\ref{fig:ipc_flock_mutex}; si è mantenuta volutamente una struttura
+analoga alle precedenti funzioni che usano i semafori, anche se le due
+interfacce non possono essere completamente equivalenti, specie per quanto
+riguarda la rimozione del mutex.
La prima funzione (\texttt{\small 1--5}) è \func{CreateMutex}, e serve a
creare il mutex; la funzione è estremamente semplice, e si limita
(\texttt{\small 4}) a creare, con una opportuna chiamata ad \func{open}, il
-file che sarà usato per il successivo file locking, assicurandosi che non
-esista già (nel qual caso segnala un errore); poi restituisce il file
+file che sarà usato per il successivo \textit{file locking}, assicurandosi che
+non esista già (nel qual caso segnala un errore); poi restituisce il file
descriptor che sarà usato dalle altre funzioni per acquisire e rilasciare il
mutex.
La seconda funzione (\texttt{\small 6--10}) è \func{FindMutex}, che, come la
precedente, è stata definita per mantenere una analogia con la corrispondente
funzione basata sui semafori. Anch'essa si limita (\texttt{\small 9}) ad
-aprire il file da usare per il file locking, solo che in questo caso le
-opzioni di \func{open} sono tali che il file in questione deve esistere di
-già.
+aprire il file da usare per il \index{file!locking} \textit{file locking},
+solo che in questo caso le opzioni di \func{open} sono tali che il file in
+questione deve esistere di già.
La terza funzione (\texttt{\small 11--22}) è \func{LockMutex} e serve per
acquisire il mutex. La funzione definisce (\texttt{\small 14}) e inizializza
\func{fcntl}, restituendo il valore di ritorno di quest'ultima. Se il file è
libero il lock viene acquisito e la funzione ritorna immediatamente;
altrimenti \func{fcntl} si bloccherà (si noti che la si è chiamata con
-\func{F\_SETLKW}) fino al rilascio del lock.
+\const{F\_SETLKW}) fino al rilascio del lock.
La quarta funzione (\texttt{\small 24--34}) è \func{UnlockMutex} e serve a
rilasciare il mutex. La funzione è analoga alla precedente, solo che in questo
caso si inizializza (\texttt{\small 28--31}) la struttura \var{lock} per il
rilascio del lock, che viene effettuato (\texttt{\small 33}) con la opportuna
-chiamata a \func{fcntl}. Avendo usato il file locking in semantica POSIX (si
-riveda quanto detto sez.~\ref{sec:file_posix_lock}) solo il processo che ha
-precedentemente eseguito il lock può sbloccare il mutex.
+chiamata a \func{fcntl}. Avendo usato il \index{file!locking} \textit{file
+ locking} in semantica POSIX (si riveda quanto detto
+sez.~\ref{sec:file_posix_lock}) solo il processo che ha precedentemente
+eseguito il lock può sbloccare il mutex.
La quinta funzione (\texttt{\small 36--39}) è \func{RemoveMutex} e serve a
cancellare il mutex. Anche questa funzione è stata definita per mantenere una
\subsection{Il \textit{memory mapping} anonimo}
\label{sec:ipc_mmap_anonymous}
+\itindbeg{memory~mapping}
Abbiamo già visto che quando i processi sono \textsl{correlati}\footnote{se
cioè hanno almeno un progenitore comune.} l'uso delle pipe può costituire
una valida alternativa alle code di messaggi; nella stessa situazione si può
nel \textit{memory mapping} anonimo.} Vedremo come utilizzare questa tecnica
più avanti, quando realizzeremo una nuova versione del monitor visto in
sez.~\ref{sec:ipc_sysv_shm} che possa restituisca i risultati via rete.
+\itindend{memory~mapping}
-
-\section{La comunicazione fra processi di POSIX}
+\section{Il sistema di comunicazione fra processi di POSIX}
\label{sec:ipc_posix}
Per superare i numerosi problemi del \textit{SysV IPC}, evidenziati per i suoi
La caratteristica fondamentale dell'interfaccia POSIX è l'abbandono dell'uso
degli identificatori e delle chiavi visti nel SysV IPC, per passare ai
-\textit{Posix IPC names}\index{Posix IPC names}, che sono sostanzialmente
+\textit{POSIX IPC names}\itindex{POSIX~IPC~names}, che sono sostanzialmente
equivalenti ai nomi dei file. Tutte le funzioni che creano un oggetto di IPC
-Posix prendono come primo argomento una stringa che indica uno di questi nomi;
+POSIX prendono come primo argomento una stringa che indica uno di questi nomi;
lo standard è molto generico riguardo l'implementazione, ed i nomi stessi
possono avere o meno una corrispondenza sul filesystem; tutto quello che è
richiesto è che:
\begin{itemize}
\item i nomi devono essere conformi alle regole che caratterizzano i
- \textit{pathname}, in particolare non essere più lunghi di \const{PATH\_MAX}
- byte e terminati da un carattere nullo.
+ \itindex{pathname}\textit{pathname}, in particolare non essere più lunghi di
+ \const{PATH\_MAX} byte e terminati da un carattere nullo.
\item se il nome inizia per una \texttt{/} chiamate differenti allo stesso
nome fanno riferimento allo stesso oggetto, altrimenti l'interpretazione del
nome dipende dall'implementazione.
(rispettivamente \file{/dev/shm} e \file{/dev/mqueue}, per i dettagli si
faccia riferimento a sez.~\ref{sec:ipc_posix_shm} e
sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}) ed i nomi specificati nelle relative funzioni
-sono considerati come un pathname assoluto (comprendente eventuali
-sottodirectory) rispetto a queste radici.
+sono considerati come un \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname}
+assoluto (comprendente eventuali sottodirectory) rispetto a queste radici.
Il vantaggio degli oggetti di IPC POSIX è comunque che essi vengono inseriti
nell'albero dei file, e possono essere maneggiati con le usuali funzioni e
Le code di messaggi non sono ancora supportate nel kernel ufficiale, esiste
però una implementazione sperimentale di Michal Wronski e Krzysztof
Benedyczak,\footnote{i patch al kernel e la relativa libreria possono essere
- trovati su \href{http://www.mat.uni.torun.pl/~wrona/posix_ipc}
- {http://www.mat.uni.torun.pl/\tild{}wrona/posix\_ipc}, questi sono stati
- inseriti nel kernel ufficiale a partire dalla versione 2.6.6-rc1.}. In
+trovati su \href{http://www.mat.uni.torun.pl/~wrona/posix_ipc}
+{\textsf{http://www.mat.uni.torun.pl/\tild{}wrona/posix\_ipc}}, questi sono
+stati inseriti nel kernel ufficiale a partire dalla versione 2.6.6-rc1.}. In
generale, come le corrispettive del SysV IPC, le code di messaggi sono poco
usate, dato che i socket\index{socket}, nei casi in cui sono sufficienti, sono
più comodi, e che in casi più complessi la comunicazione può essere gestita
di successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i
valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{EACCESS}] Il processo non ha i privilegi per accedere al
+ \item[\errcode{EACCES}] Il processo non ha i privilegi per accedere al
alla memoria secondo quanto specificato da \param{oflag}.
\item[\errcode{EEXIST}] Si è specificato \const{O\_CREAT} e
\const{O\_EXCL} ma la coda già esiste.
Anche in questo caso il comportamento della funzione è analogo a quello di
\func{unlink} per i file,\footnote{di nuovo l'implementazione di Linux usa
- direttamente \func{unlink}.} la funzione rimove la coda \param{name}, così
+ direttamente \func{unlink}.} la funzione rimuove la coda \param{name}, così
che una successiva chiamata a \func{mq\_open} fallisce o crea una coda
diversa.
invece la selezione in base al valore del campo \var{mtype}. Qualora non
interessi usare la priorità dei messaggi si
+% TODO vericare questa interruzione di paragrafo
+% TODO inserire i dati di /proc/sys/fs/mqueue
+
Qualora la coda sia vuota entrambe le funzioni si bloccano, a meno che non si
sia selezionata la modalità non bloccante; in tal caso entrambe ritornano
immediatamente con l'errore \errcode{EAGAIN}. Anche in questo caso la sola
In realtà a partire dal kernel 2.5.7 è stato introdotto un meccanismo di
sincronizzazione completamente nuovo, basato sui cosiddetti
-\textit{futex}\footnote{la sigla sta per \textit{faxt user mode mutex}.}, con
+\textit{futex}\footnote{la sigla sta per \textit{fast user mode mutex}.}, con
il quale dovrebbe essere possibile implementare una versione nativa dei
semafori; esso è già stato usato con successo per reimplementare in maniera
più efficiente tutte le direttive di sincronizzazione previste per i thread
POSIX. L'interfaccia corrente è stata stabilizzata a partire dal kernel
2.5.40.
+% TODO vedere se ci sono novità e trattare la cosa.
utilizzabile anche per la memoria condivisa; esso infatti non ha dimensione
fissa, ed usa direttamente la cache interna del kernel (che viene usata
anche per la shared memory in stile SysV). In più i suoi contenuti, essendo
- trattati direttamente dalla memoria virtuale\index{memoria virtuale} possono
+ trattati direttamente dalla memoria virtuale\index{memoria~virtuale} possono
essere salvati sullo swap automaticamente.} che viene attivato abilitando
l'opzione \texttt{CONFIG\_TMPFS} in fase di compilazione del kernel.
\param{name}. Come già spiegato in sez.~\ref{sec:ipc_posix_generic} questo nome
può essere specificato in forma standard solo facendolo iniziare per \file{/}
e senza ulteriori \file{/}, Linux supporta comunque nomi generici, che
-verranno intepretati prendendo come radice \file{/dev/shm}.\footnote{occorre
+verranno interpretati prendendo come radice \file{/dev/shm}.\footnote{occorre
pertanto evitare di specificare qualcosa del tipo \file{/dev/shm/nome}
- all'interno di \param{name}, perché questo comporta, da parte delle routine
- di libereria, il tentativo di accedere a \file{/dev/shm/dev/shm/nome}.}
+ all'interno di \param{name}, perché questo comporta, da parte delle funzioni
+ di libreria, il tentativo di accedere a \file{/dev/shm/dev/shm/nome}.}
La funzione è del tutto analoga ad \func{open} ed analoghi sono i valori che
possono essere specificati per \param{oflag}, che deve essere specificato come
effetto.} viste in sez.~\ref{sec:file_open}; in particolare viene impostato
il flag \const{FD\_CLOEXEC}. Chiamate effettuate da diversi processi usando
lo stesso nome, restituiranno file descriptor associati allo stesso segmento
-(così come, nel caso di file di dati, essi sono associati allo stesso inode).
-In questo modo è possibile effettuare una chiamata ad \func{mmap} sul file
-descriptor restituito da \func{shm\_open} ed i processi vedranno lo stesso
-segmento di memoria condivisa.
+(così come, nel caso di file di dati, essi sono associati allo stesso
+\index{inode}inode). In questo modo è possibile effettuare una chiamata ad
+\func{mmap} sul file descriptor restituito da \func{shm\_open} ed i processi
+vedranno lo stesso segmento di memoria condivisa.
Quando il nome non esiste il segmento può essere creato specificando
\const{O\_CREAT}; in tal caso il segmento avrà (così come i nuovi file)
avveniva con i segmenti del SysV IPC gli oggetti allocati nel kernel vengono
rilasciati automaticamente quando nessuna li usa più, tutto quello che c'è da
fare (\texttt{\small 44}) in questo caso è chiamare \func{shm\_unlink},
-retituendo al chiamante il valore di ritorno.
+restituendo al chiamante il valore di ritorno.
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "gapil"
%%% End:
+
+% LocalWords: like fifo System POSIX RPC Calls Common Object Request Brocker
+% LocalWords: Architecture descriptor kernel unistd int filedes errno EMFILE
+% LocalWords: ENFILE EFAULT BUF sez fig fork Stevens siblings EOF read SIGPIPE
+% LocalWords: EPIPE shell CGI Gateway Interface HTML JPEG URL mime type gs dup
+% LocalWords: barcode PostScript race condition stream BarCodePage WriteMess
+% LocalWords: size PS switch wait popen pclose stdio const char command NULL
+% LocalWords: EINVAL cap fully buffered Ghostscript l'Encapsulated epstopsf of
+% LocalWords: PDF EPS lseek ESPIPE PPM Portable PixMap format pnmcrop PNG pnm
+% LocalWords: pnmmargin png BarCode inode filesystem l'inode mknod mkfifo RDWR
+% LocalWords: ENXIO deadlock client reinviate fortunes fortunefilename daemon
+% LocalWords: FortuneServer FortuneParse FortuneClient pid libgapil LD LIBR<ARY
+% LocalWords: PATH linker pathname ps tmp killall fortuned crash socket domain
+% LocalWords: socketpair BSD sys protocol sv EAFNOSUPPORT EPROTONOSUPPORT AF
+% LocalWords: EOPNOTSUPP SOCK SysV IPC Process Comunication ipc perm key exec
+% LocalWords: header ftok proj stat libc SunOS glibc XPG dell'inode number uid
+% LocalWords: cuid cgid gid tab MSG shift group umask seq MSGMNI SEMMNI SHMMNI
+% LocalWords: shmmni msgmni sem sysctl IPCMNI IPCTestId msgget EACCES EEXIST
+% LocalWords: CREAT EXCL EIDRM ENOENT ENOSPC ENOMEM novo proc MSGMAX msgmax ds
+% LocalWords: MSGMNB msgmnb linked list msqid msgid linux msg qnum lspid lrpid
+% LocalWords: rtime ctime qbytes first last cbytes msgctl semctl shmctl ioctl
+% LocalWords: cmd struct buf EPERM RMID msgsnd msgbuf msgp msgsz msgflg EAGAIN
+% LocalWords: NOWAIT EINTR mtype mtext long message sizeof LENGTH ts sleep BIG
+% LocalWords: msgrcv ssize msgtyp NOERROR EXCEPT ENOMSG multiplexing select ls
+% LocalWords: poll polling queue MQFortuneServer write init HandSIGTERM
+% LocalWords: MQFortuneClient mqfortuned mutex risorse' inter semaphore semget
+% LocalWords: nsems SEMMNS SEMMSL semid otime semval sempid semncnt semzcnt nr
+% LocalWords: SEMVMX SEMOPM semop SEMMNU SEMUME SEMAEM semnum union semun arg
+% LocalWords: ERANGE SETALL SETVAL GETALL array GETNCNT GETPID GETVAL GETZCNT
+% LocalWords: sembuf sops unsigned nsops UNDO flg nsop num undo pending semadj
+% LocalWords: sleeper scheduler running next semundo MutexCreate semunion lock
+% LocalWords: MutexFind wrapper MutexRead MutexLock MutexUnlock unlock locking
+% LocalWords: MutexRemove shmget SHMALL SHMMAX SHMMIN shmid shm segsz atime FD
+% LocalWords: dtime lpid cpid nattac shmall shmmax SHMLBA SHMSEG EOVERFLOW brk
+% LocalWords: memory shmat shmdt void shmaddr shmflg SVID RND RDONLY rounded
+% LocalWords: SIGSEGV nattch exit SharedMem ShmCreate memset fill ShmFind home
+% LocalWords: ShmRemove DirMonitor DirProp chdir GaPiL shmptr DirScan ipcs NFS
+% LocalWords: ComputeValues ReadMonitor touch SIGTERM dirmonitor unlink fcntl
+% LocalWords: LockFile UnlockFile CreateMutex FindMutex LockMutex SETLKW GETLK
+% LocalWords: UnlockMutex RemoveMutex ReadMutex UNLCK WRLCK RDLCK mapping MAP
+% LocalWords: SHARED ANONYMOUS thread patch names strace system call userid Di
+% LocalWords: groupid Michal Wronski Krzysztof Benedyczak wrona posix mqueue
+% LocalWords: lmqueue gcc mount mqd name oflag attr maxmsg msgsize receive ptr
+% LocalWords: send WRONLY NONBLOCK close mqdes EBADF getattr setattr mqstat
+% LocalWords: omqstat curmsgs flags timedsend len prio timespec abs EMSGSIZE
+% LocalWords: ETIMEDOUT timedreceive getaddr notify sigevent notification l'I
+% LocalWords: EBUSY sigev SIGNAL signo value sigval siginfo all'userid MESGQ
+% LocalWords: Konstantin Knizhnik futex tmpfs ramfs cache shared swap CONFIG
+% LocalWords: lrt blocks PAGECACHE TRUNC CLOEXEC mmap ftruncate munmap FindShm
+% LocalWords: CreateShm RemoveShm
projects / gapil.git / blobdiff