Iniziata memoria condivisa
authorSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Sun, 27 Oct 2002 23:27:25 +0000 (23:27 +0000)
committerSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Sun, 27 Oct 2002 23:27:25 +0000 (23:27 +0000)
ipc.tex

diff --git a/ipc.tex b/ipc.tex
index f06dfbf..e56386f 100644 (file)
--- a/ipc.tex
+++ b/ipc.tex
@@ -1242,7 +1242,7 @@ una 
     di messaggi specificando una chiave che non esiste e \macro{IPC\_CREAT}
     non era specificato.
   \item[\macro{ENOSPC}] Si è cercato di creare una coda di messaggi quando è
-    stato il limite massimo del sistema.
+    stato superato il limite massimo di code (\macro{MSGMNI}).
   \end{errlist}
   ed inoltre \macro{ENOMEM}.
 }
@@ -1901,8 +1901,21 @@ permette di creare o ottenere l'identificatore di un insieme di semafori 
   Restituisce l'identificatore di un insieme di semafori.
   
   \bodydesc{La funzione restituisce l'identificatore (un intero positivo) o -1
-    in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori
-    visti per \func{msgget}.}
+    in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+    \begin{errlist}
+    \item[\macro{ENOSPC}] Si è cercato di creare una insieme di semafori
+      quando è stato superato o il limite per il numero totale di semafori
+      (\macro{SEMMNS}) o quello per il numero totale degli insiemi
+      (\macro{SEMMNI}) nel sistema.
+    \item[\macro{EINVAL}] L'argomento \param{nsems} è minore di zero o
+      maggiore del limite sul numero di semafori per ciascun insieme
+      (\macro{SEMMSL}), o se l'insieme già esiste, maggiore del numero di
+      semafori che contiene.
+    \item[\macro{ENOMEM}] Il sistema non ha abbastanza memoria per poter
+      contenere le strutture per un nuovo insieme di semafori.
+    \end{errlist}
+    ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENOENT}, \macro{EEXIST}, \macro{EIDRM},
+    con lo stesso significato che hanno per \func{msgget}.}
 \end{functions}
 
 La funzione è del tutto analoga a \func{msgget}, solo che in questo caso
@@ -1966,7 +1979,7 @@ semaforo), per quanto riguarda gli altri campi invece:
 \item il campo \var{sem\_nsems}, che esprime il numero di semafori
   nell'insieme, viene inizializzato al valore di \param{nsems}.
 \item il campo \var{sem\_ctime}, che esprime il tempo di creazione
-  dell'insieme, viene inizializzato al tempo corrente
+  dell'insieme, viene inizializzato al tempo corrente.
 \item il campo \var{sem\_otime}, che esprime il tempo dell'ultima operazione
   effettuata, viene inizializzato a zero.
 \end{itemize*}
@@ -1980,9 +1993,9 @@ Ciascun semaforo dell'insieme 
   dinamicamente. La si è utilizzata a scopo di esempio, perché indica tutti i
   valori associati ad un semaforo, restituiti dalle funzioni di controllo, e
   citati dalle pagine di manuale.} è riportata in \figref{fig:ipc_sem}. Questa
-struttura, come le altre, non è accessibile in user space, ma i valori in essa
-specificati possono essere letti in maniera indiretta, attraverso l'uso delle
-funzioni di controllo. 
+struttura, non è accessibile in user space, ma i valori in essa specificati
+possono essere letti in maniera indiretta, attraverso l'uso delle funzioni di
+controllo.
 
 \begin{figure}[!htb]
   \footnotesize \centering
@@ -2006,7 +2019,7 @@ indicano rispettivamente:
 \begin{description*}
 \item[\var{semval}] il valore numerico del semaforo.
 \item[\var{sempid}] il \acr{pid} dell'ultimo processo che ha eseguito una
-  operazione sul semaforo
+  operazione sul semaforo.
 \item[\var{semncnt}] il numero di processi in attesa che esso venga
   incrementato.
 \item[\var{semzcnt}] il numero di processi in attesa che esso si annulli.
@@ -2038,8 +2051,6 @@ indicano rispettivamente:
   \label{tab:ipc_sem_limits}
 \end{table}
 
-
-
 Come per le code di messaggi anche per gli insiemi di semafori esistono una
 serie di limiti, i cui valori sono associati ad altrettante costanti, che si
 sono riportate in \tabref{tab:ipc_sem_limits}. Alcuni di questi limiti sono al
@@ -2258,7 +2269,6 @@ opportuna struttura \var{sembuf} (la cui definizione 
 \figref{fig:ipc_sembuf}) che il programma chiamante deve avere cura di
 allocare in un opportuno vettore. La struttura permette di indicare il
 semaforo su cui operare, il tipo di operazione, ed un flag di controllo.
-
 Il campo \var{sem\_num} serve per indicare a quale semaforo dell'insieme fa
 riferimento l'operazione; si ricordi che i semafori sono numerati come in un
 vettore, per cui il primo semaforo corrisponde ad un valore nullo di
@@ -2398,26 +2408,26 @@ l'operazione;\footnote{attraverso il campo \var{semundo} di
 processo termina, la lista ad esso associata viene scandita e le operazioni
 applicate al semaforo.
 
-Siccome le richieste di ripristino si accumulano attraverso diverse chiamate a
-\func{semop} per semafori diversi, si pone il problema di come viene eseguito
-il ripristino all'uscita del processo, 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.
+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.
 
 
 \subsection{Memoria condivisa}
 \label{sec:ipc_sysv_shm}
 
-Il terzo oggetto introdotto dal \textit{System V IPC} è quello della memoria
-condivisa. La funzione che permette di ottenerne uno è \func{shmget} ed il suo
-prototipo è:
+Il terzo oggetto introdotto dal \textit{System V IPC} è quello dei segmenti di
+memoria condivisa. La funzione che permette di ottenerne uno è \func{shmget}
+ed il suo prototipo è:
 \begin{functions}
   \headdecl{sys/types.h} 
   \headdecl{sys/ipc.h} 
@@ -2428,12 +2438,158 @@ prototipo 
   Restituisce l'identificatore di una memoria condivisa.
   
   \bodydesc{La funzione restituisce l'identificatore (un intero positivo) o -1
-    in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori
-    visti per \func{msgget}.}
+    in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+    \begin{errlist}
+    \item[\macro{ENOSPC}] Si è superato il limite (\macro{SHMMNI}) sul numero
+      di segmenti di memoria nel sistema, o cercato di allocare un segmento le
+      cui dimensioni fanno superare il limite di sistema (\macro{SHMALL}) per
+      la memoria ad essi riservata.
+    \item[\macro{EINVAL}] Si è richiesta una dimensione per un nuovo segmento
+      maggiore di \macro{SHMMAX} o minore di \macro{SHMMIN}, o se il segmento
+      già esiste \param{size} è maggiore delle sue dimensioni.
+    \item[\macro{ENOMEM}] Il sistema non ha abbastanza memoria per poter
+      contenere le strutture per un nuovo segmento di memoria condivisa.
+    \end{errlist}
+    ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENOENT}, \macro{EEXIST}, \macro{EIDRM},
+    con lo stesso significato che hanno per \func{msgget}.}
 \end{functions}
 
 La funzione, come \func{semget}, è del tutto analoga a \func{msgget}, ed
-identico è l'uso degli argomenti \param{key} e \param{flag}. L'argomento
+identico è l'uso degli argomenti \param{key} e \param{flag} per cui non
+ripeteremo quanto detto al proposito in \secref{sec:ipc_sysv_mq}. L'argomento
+\param{size} specifica invece la dimensione, in byte, del segmento, che viene
+comunque arrotondata al multiplo superiore di \macro{PAGE\_SIZE}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+  \footnotesize \centering
+  \begin{minipage}[c]{15cm}
+    \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
+struct shmid_ds {
+     struct    ipc_perm shm_perm;  /* operation perms */
+     int  shm_segsz;               /* size of segment (bytes) */
+     time_t    shm_atime;          /* last attach time */
+     time_t    shm_dtime;          /* last detach time */
+     time_t    shm_ctime;          /* last change time */
+     unsigned short shm_cpid;      /* pid of creator */
+     unsigned short shm_lpid;      /* pid of last operator */
+     short     shm_nattch;         /* no. of current attaches */
+};
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage} 
+  \normalsize 
+  \caption{La struttura \var{shmid\_ds}, associata a ciascun segmento di
+    memoria condivisa.}
+  \label{fig:ipc_shmid_ds}
+\end{figure}
+
+A ciascun segmento di memoria condivisa è associata una struttura
+\var{shmid\_ds}, riportata in \figref{fig:ipc_shmid_ds}.  Come nel caso delle
+code di messaggi quando si crea un nuovo segmento di memoria condivisa con
+\func{shmget} questa struttura viene inizializzata, in particolare il campo
+\var{shm\_perm} viene inizializzato come illustrato in
+\secref{sec:ipc_sysv_access_control}, e valgono le considerazioni ivi fatte
+relativamente ai permessi di accesso; per quanto riguarda gli altri campi
+invece:
+\begin{itemize*}
+\item il campo \var{shm\_segsz}, che esprime la dimensione del segmento, viene
+  inizializzato al valore di \param{size}.
+\item il campo \var{shm\_ctime}, che esprime il tempo di creazione del
+  segmento, viene inizializzato al tempo corrente.
+\item i campi \var{shm\_atime} e \var{shm\_atime}, che esprimno
+  rispettivamente il tempo dell'ultima volta che il segmento è stato
+  agganciato o sganciato da un processo, vengono inizializzati a zero.
+\item il campo \var{shm\_lpid}, che esprime il \acr{pid} del processo che ha
+  eseguito l'ultima operazione, viene inizializzato a zero.
+\item il campo \var{shm\_cpid}, che esprime il \acr{pid} del processo che ha
+  creato il segmento, viene inizializzato al \acr{pid} del processo chiamante.
+\item il campo \var{shm\_nattac}, che esprime il numero di processi agganciati
+  al segmento viene inizializzato a zero.
+\end{itemize*}
+
+Come per le code di messaggi e gli insiemi di semafori, anche per i segmenti
+di memoria condivisa esistono una serie di limiti, i cui valori, riportati in
+\tabref{tab:ipc_shm_limits} sono associati ad altrettante costanti.  Alcuni di
+questi limiti sono al solito accessibili e modificabili attraverso
+\func{sysctl} o scrivendo direttamente nei rispettivi file di
+\file{/proc/sys/kernel/}.
+
+\begin{table}[htb]
+  \footnotesize
+  \centering
+  \begin{tabular}[c]{|c|r|c|p{7cm}|}
+    \hline
+    \textbf{Costante} & \textbf{Valore} & \textbf{File in \texttt{proc}}
+    & \textbf{Significato} \\
+    \hline
+    \hline
+    \macro{SHMALL}&0x200000&\file{shmall}& Numero massimo di pagine che 
+                                       possono essere usate per i segmenti di
+                                       memoria condivisa. \\
+    \macro{SHMMAX}&0x2000000&\file{shmmax}& Dimensione massima di un segmento 
+                                       di memoria condivisa.\\
+    \macro{SHMMNI}&4096&\file{msgmni}& Numero massimo di segmenti di memoria
+                                       condivisa presenti nel kernel.\\
+    \macro{SHMMIN}&   1& ---         & Dimensione minima di un segmento di
+                                       memoria condivisa. \\
+    \hline
+  \end{tabular}
+  \caption{Valori delle costanti associate ai limiti dei segmenti di memoria
+    condivisa, insieme al relativo file in \file{/proc/sys/kernel/} ed al
+    valore preimpostato presente nel sistema.} 
+  \label{tab:ipc_shm_limits}
+\end{table}
+
+Al solito la funzione che permette di effettuare le operazioni di controllo su
+un segmento di memoria condivisa è \func{shmctl}; il suo prototipo è:
+\begin{functions}
+  \headdecl{sys/ipc.h} 
+  \headdecl{sys/shm.h}
+  
+  \funcdecl{int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid\_ds *buf)}
+  
+  Esegue le operazioni di controllo su un segmento di memoria condivisa.
+  
+  \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+    errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+    \begin{errlist}
+    \item[\macro{EACCES}] Si è richiesto \macro{IPC\_STAT} ma i permessi non
+      consentono l'accesso in lettura al segmento.
+    \item[\macro{EINVAL}] .
+    \item[\macro{ENOMEM}] .
+    \end{errlist}.}
+\end{functions}
+
+Per utilizzare i segmenti di memoria condivisa si usano due funzioni,
+\func{shmat} e \func{shmdt}, che consentono di agganciarli e sganciarli da un
+processo, così che questo possa vederli nel suo spazio di indirizzi; i loro
+prototipi sono:
+\begin{functions}
+  \headdecl{sys/types.h} 
+  \headdecl{sys/shm.h}
+  
+  \funcdecl{void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)}
+  Aggancia al processo un segmento di memoria condivisa.
+
+  \funcdecl{int shmdt(const void *shmaddr)}
+  Sgancia dal processo un segmento di memoria condivisa.
+  
+  \bodydesc{Le funzioni restituiscono rispettivamente l'indirizzo del segmento
+    e 0 in caso di successo, mentre entrambe restituiscono -1 in caso di
+    errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+    \begin{errlist}
+    \item[\macro{EACCES}] Il processo non ha i provilegi di accesso.
+    \item[\macro{EINVAL}] .
+    \item[\macro{EPERM}] Si è è richiesto \macro{IPC\_SET} o \macro{IPC\_RMID}
+      senza avere i permessi del creatore o del proprietario del segmento (o
+      quelli dell'amministratore).
+    \item[\macro{EOVERFLOW}] Si è richiesto \macro{IPC\_STAT} ma alcuni valori
+      sono troppo grandi per essere memorizzati nella struttura puntata da
+      \param{buf}.
+    \end{errlist}
+    ed inoltre \macro{EFAULT} e \macro{EIDRM}.}
+\end{functions}
+
+