सी में लिनक्स के साथ साझा मेमोरी का उपयोग कैसे करें

Question

मेरे पास अपनी एक परियोजना के साथ एक मुद्दा है।

मैं साझा स्मृति का उपयोग करने के लिए एक अच्छी तरह से प्रलेखित उदाहरण खोजने की कोशिश कर रहा हूं, fork()लेकिन कोई सफलता नहीं मिली।

मूल रूप से परिदृश्य यह है कि जब उपयोगकर्ता प्रोग्राम शुरू करता है, तो मुझे साझा मेमोरी में दो मान संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है: current_path जो एक char * है और एक file_name जो char * भी है ।

कमांड तर्कों के आधार पर, एक नई प्रक्रिया को बंद कर दिया जाता है fork()और उस प्रक्रिया को साझा की गई मेमोरी में संग्रहीत current_path चर को पढ़ने और संशोधित करने की आवश्यकता होती है, जबकि file_name चर केवल पढ़ा जाता है।

क्या उदाहरण कोड के साथ साझा मेमोरी पर एक अच्छा ट्यूटोरियल है (यदि संभव हो) जो आप मुझे निर्देशित कर सकते हैं?

Comments

आप प्रक्रियाओं के बजाय थ्रेड्स का उपयोग करने पर विचार कर सकते हैं। फिर पूरी मेमोरी को बिना किसी और ट्रिक के साथ साझा किया जाता है।

— एलोमेज

नीचे दिए गए उत्तर सिस्टम V IPC तंत्र, shmget()एट अल दोनों पर चर्चा करते हैं । और (उर्फ ) के mmap()साथ शुद्ध दृष्टिकोण - हालांकि POSIX द्वारा परिभाषित नहीं है। POSIX भी है और साझा मेमोरी ऑब्जेक्ट्स के प्रबंधन के लिए। [… जारी रखा]MAP_ANONMAP_ANONYMOUSMAP_ANONshm_open()shm_close()

— जोनाथन लेफ़लर

[… निरंतरता…] इनका एक ही फायदा है कि सिस्टम V IPC की साझा की गई मेमोरी है - साझा मेमोरी ऑब्जेक्ट उस प्रक्रिया के जीवनकाल के बाद भी बनी रह सकती है जो इसे बनाता है (जब तक कि कुछ प्रक्रिया निष्पादित नहीं होती है shm_unlink()), जबकि तंत्र का उपयोग करके mmap()फ़ाइल की आवश्यकता होती है और MAP_SHAREDबनी रहती है डेटा (और MAP_ANONदृढ़ता को रोकता है)। विनिर्देशन के Rationale अनुभाग में एक पूर्ण उदाहरण है shm_open()।

— जोनाथन लेफ़लर

Answer 1

दो दृष्टिकोण हैं: shmgetऔर mmap। मैं इसके बारे में बात करूँगा mmap, क्योंकि यह अधिक आधुनिक और लचीला है, लेकिन यदि आप पुराने शैली के टूल का उपयोग करेंगे तो आप man shmget( या इस ट्यूटोरियल ) पर एक नज़र डाल सकते हैं ।

mmap()समारोह नियंत्रण का उपयोग और अनुमति के उच्च अनुकूलन मानकों के साथ स्मृति बफ़र्स आवंटित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता, और यदि आवश्यक फ़ाइल-प्रणाली भंडारण के साथ उन्हें वापस करने के लिए।

निम्न फ़ंक्शन एक इन-मेमोरी बफर बनाता है जिसे एक प्रक्रिया अपने बच्चों के साथ साझा कर सकती है:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>

void* create_shared_memory(size_t size) {
  // Our memory buffer will be readable and writable:
  int protection = PROT_READ | PROT_WRITE;

  // The buffer will be shared (meaning other processes can access it), but
  // anonymous (meaning third-party processes cannot obtain an address for it),
  // so only this process and its children will be able to use it:
  int visibility = MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS;

  // The remaining parameters to `mmap()` are not important for this use case,
  // but the manpage for `mmap` explains their purpose.
  return mmap(NULL, size, protection, visibility, -1, 0);
}

निम्नलिखित एक उदाहरण कार्यक्रम है जो बफर को आवंटित करने के लिए ऊपर परिभाषित फ़ंक्शन का उपयोग करता है। मूल प्रक्रिया एक संदेश, कांटा लिख ​​देगी, और फिर बफर को संशोधित करने के लिए उसके बच्चे की प्रतीक्षा करेगी। दोनों प्रक्रियाएं साझा की गई मेमोरी को पढ़ और लिख सकती हैं।

#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main() {
  char parent_message[] = "hello";  // parent process will write this message
  char child_message[] = "goodbye"; // child process will then write this one

  void* shmem = create_shared_memory(128);

  memcpy(shmem, parent_message, sizeof(parent_message));

  int pid = fork();

  if (pid == 0) {
    printf("Child read: %s\n", shmem);
    memcpy(shmem, child_message, sizeof(child_message));
    printf("Child wrote: %s\n", shmem);

  } else {
    printf("Parent read: %s\n", shmem);
    sleep(1);
    printf("After 1s, parent read: %s\n", shmem);
  }
}

Comments

यही कारण है कि लिनक्स अनुभवहीन देवों के लिए बहुत निराशाजनक है। मैन पेज यह नहीं समझाता है कि वास्तव में इसका उपयोग कैसे करना है, और कोई नमूना कोड नहीं है। :(

— ब्लेपज़्टर

हाहा मुझे पता है कि आपका क्या मतलब है, लेकिन यह वास्तव में है क्योंकि हम पढने के आदी नहीं हैं। जब मैंने उन्हें पढ़ना सीखा और उनकी आदत पड़ गई, तो वे विशेष प्रदर्शनों के साथ घटिया ट्यूटोरियल से भी अधिक उपयोगी हो गए। मुझे याद है कि मुझे परीक्षा के दौरान संदर्भ के लिए कुछ भी नहीं, लेकिन अपने ऑपरेटिंग सिस्टम पाठ्यक्रम में एक 10/10 मिला।

— स्लीज़िका

shmgetवास्तव में पुराने जमाने का है, और कुछ लोग कहेंगे कि साझा मेमोरी करने का तरीका ... बेहतर उपयोग mmapऔर shm_open, सादा फाइलें, या बस MAP_ANONYMOUS।

— आर .. गिटहब स्टॉप हेल्पिंग ICE

@ मर्क @ आर आप लोग सही कह रहे हैं, मैं भविष्य के संदर्भ के लिए इसका जवाब दूंगा।

— स्लीज़िका

खैर, यह जवाब किसी कारण से लोकप्रिय हो गया, इसलिए मैंने इसे पढ़ने लायक बनाने का फैसला किया। इसमें केवल 4 साल लगे

— स्लीज़िका

Answer 2

यहाँ साझा मेमोरी के लिए एक उदाहरण है:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

#define SHM_SIZE 1024  /* make it a 1K shared memory segment */

int main(int argc, char *argv[])
{
    key_t key;
    int shmid;
    char *data;
    int mode;

    if (argc > 2) {
        fprintf(stderr, "usage: shmdemo [data_to_write]\n");
        exit(1);
    }

    /* make the key: */
    if ((key = ftok("hello.txt", 'R')) == -1) /*Here the file must exist */ 
{
        perror("ftok");
        exit(1);
    }

    /*  create the segment: */
    if ((shmid = shmget(key, SHM_SIZE, 0644 | IPC_CREAT)) == -1) {
        perror("shmget");
        exit(1);
    }

    /* attach to the segment to get a pointer to it: */
    data = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (data == (char *)(-1)) {
        perror("shmat");
        exit(1);
    }

    /* read or modify the segment, based on the command line: */
    if (argc == 2) {
        printf("writing to segment: \"%s\"\n", argv[1]);
        strncpy(data, argv[1], SHM_SIZE);
    } else
        printf("segment contains: \"%s\"\n", data);

    /* detach from the segment: */
    if (shmdt(data) == -1) {
        perror("shmdt");
        exit(1);
    }

    return 0;
}

कदम :

1. किसी Systemname IPC कुंजी के लिए पथनाम और प्रोजेक्ट पहचानकर्ता परिवर्तित करने के लिए ftok का उपयोग करें

2. शेमगेट का उपयोग करें जो एक साझा मेमोरी सेगमेंट आवंटित करता है

3. कॉल प्रक्रिया के पते स्थान पर shmid द्वारा पहचाने गए साझा मेमोरी सेगमेंट को अटैच करने के लिए शमाट का उपयोग करें

4. स्मृति क्षेत्र पर संचालन करें

5. Shmdt का उपयोग करके अलग करें

Comments

NULL का उपयोग करने के बजाय आप 0 को शून्य में क्यों डाल रहे हैं?

— बजे क्लेमेंट पेउ

हालाँकि यह कोड साझा मेमोरी को हटाने का काम नहीं करता है। कार्यक्रम से बाहर निकलने के बाद, किसी को इसे ipcrm -m 0. के माध्यम से मैन्युअल रूप से हटाना होगा

— bumfo

Answer 3

ये साझा मेमोरी का उपयोग करने के लिए शामिल हैं

#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>

int shmid;
int shmkey = 12222;//u can choose it as your choice

int main()
{
  //now your main starting
  shmid = shmget(shmkey,1024,IPC_CREAT);
  // 1024 = your preferred size for share memory
  // IPC_CREAT  its a flag to create shared memory

  //now attach a memory to this share memory
  char *shmpointer = shmat(shmid,NULL);

  //do your work with the shared memory 
  //read -write will be done with the *shmppointer
  //after your work is done deattach the pointer

  shmdt(&shmpointer, NULL);

Answer 4

इस कोड के नमूने का प्रयास करें, मैंने इसे परीक्षण किया, स्रोत: http://www.makelinux.net/alp/035

#include <stdio.h> 
#include <sys/shm.h> 
#include <sys/stat.h> 

int main () 
{
  int segment_id; 
  char* shared_memory; 
  struct shmid_ds shmbuffer; 
  int segment_size; 
  const int shared_segment_size = 0x6400; 

  /* Allocate a shared memory segment.  */ 
  segment_id = shmget (IPC_PRIVATE, shared_segment_size, 
                 IPC_CREAT | IPC_EXCL | S_IRUSR | S_IWUSR); 
  /* Attach the shared memory segment.  */ 
  shared_memory = (char*) shmat (segment_id, 0, 0); 
  printf ("shared memory attached at address %p\n", shared_memory); 
  /* Determine the segment's size. */ 
  shmctl (segment_id, IPC_STAT, &shmbuffer); 
  segment_size  =               shmbuffer.shm_segsz; 
  printf ("segment size: %d\n", segment_size); 
  /* Write a string to the shared memory segment.  */ 
  sprintf (shared_memory, "Hello, world."); 
  /* Detach the shared memory segment.  */ 
  shmdt (shared_memory); 

  /* Reattach the shared memory segment, at a different address.  */ 
  shared_memory = (char*) shmat (segment_id, (void*) 0x5000000, 0); 
  printf ("shared memory reattached at address %p\n", shared_memory); 
  /* Print out the string from shared memory.  */ 
  printf ("%s\n", shared_memory); 
  /* Detach the shared memory segment.  */ 
  shmdt (shared_memory); 

  /* Deallocate the shared memory segment.  */ 
  shmctl (segment_id, IPC_RMID, 0); 

  return 0; 
} 

Comments

सिवाय मुझे नहीं लगता कि यह कैसे (का उपयोग करके एक ग्राहक द्वारा शेयर्ड मेमोरी सेगमेंट का उपयोग को दर्शाता है यह, अच्छा कोड है shmgetऔर shmatएक अलग प्रक्रिया से) है, जो साझा स्मृति के पूरे मुद्दे ... = (की तरह है

— étale-cohomology

Answer 5

यहाँ एक mmap उदाहरण दिया गया है:

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

/*
 * pvtmMmapAlloc - creates a memory mapped file area.  
 * The return value is a page-aligned memory value, or NULL if there is a failure.
 * Here's the list of arguments:
 * @mmapFileName - the name of the memory mapped file
 * @size - the size of the memory mapped file (should be a multiple of the system page for best performance)
 * @create - determines whether or not the area should be created.
 */
void* pvtmMmapAlloc (char * mmapFileName, size_t size, char create)  
{      
  void * retv = NULL;                                                                                              
  if (create)                                                                                         
  {                                                                                                   
    mode_t origMask = umask(0);                                                                       
    int mmapFd = open(mmapFileName, O_CREAT|O_RDWR, 00666);                                           
    umask(origMask);                                                                                  
    if (mmapFd < 0)                                                                                   
    {                                                                                                 
      perror("open mmapFd failed");                                                                   
      return NULL;                                                                                    
    }                                                                                                 
    if ((ftruncate(mmapFd, size) == 0))               
    {                                                                                                 
      int result = lseek(mmapFd, size - 1, SEEK_SET);               
      if (result == -1)                                                                               
      {                                                                                               
        perror("lseek mmapFd failed");                                                                
        close(mmapFd);                                                                                
        return NULL;                                                                                  
      }                                                                                               

      /* Something needs to be written at the end of the file to                                      
       * have the file actually have the new size.                                                    
       * Just writing an empty string at the current file position will do.                           
       * Note:                                                                                        
       *  - The current position in the file is at the end of the stretched                           
       *    file due to the call to lseek().  
              *  - The current position in the file is at the end of the stretched                    
       *    file due to the call to lseek().                                                          
       *  - An empty string is actually a single '\0' character, so a zero-byte                       
       *    will be written at the last byte of the file.                                             
       */                                                                                             
      result = write(mmapFd, "", 1);                                                                  
      if (result != 1)                                                                                
      {                                                                                               
        perror("write mmapFd failed");                                                                
        close(mmapFd);                                                                                
        return NULL;                                                                                  
      }                                                                                               
      retv  =  mmap(NULL, size,   
                  PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, mmapFd, 0);                                     

      if (retv == MAP_FAILED || retv == NULL)                                                         
      {                                                                                               
        perror("mmap");                                                                               
        close(mmapFd);                                                                                
        return NULL;                                                                                  
      }                                                                                               
    }                                                                                                 
  }                                                                                                   
  else                                                                                                
  {                                                                                                   
    int mmapFd = open(mmapFileName, O_RDWR, 00666);                                                   
    if (mmapFd < 0)                                                                                   
    {                                                                                                 
      return NULL;                                                                                    
    }                                                                                                 
    int result = lseek(mmapFd, 0, SEEK_END);                                                          
    if (result == -1)                                                                                 
    {                                                                                                 
      perror("lseek mmapFd failed");                  
      close(mmapFd);                                                                                  
      return NULL;                                                                                    
    }                                                                                                 
    if (result == 0)                                                                                  
    {                                                                                                 
      perror("The file has 0 bytes");                           
      close(mmapFd);                                                                                  
      return NULL;                                                                                    
    }                                                                                              
    retv  =  mmap(NULL, size,     
                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, mmapFd, 0);                                       

    if (retv == MAP_FAILED || retv == NULL)                                                           
    {                                                                                                 
      perror("mmap");                                                                                 
      close(mmapFd);                                                                                  
      return NULL;                                                                                    
    }                                                                                                 

    close(mmapFd);                                                                                    

  }                                                                                                   
  return retv;                                                                                        
}                                                                                                     

Comments

openफ़ाइल I / O ओवरहेड जोड़ता है। shm_openइसके बजाय उपयोग करें ।

— ऑसविन

@ Spookbuster, shm_open के कुछ कार्यान्वयन में, खुले () को कवर के तहत कहा जाता है, इसलिए मुझे आपके आकलन से असहमत होना पड़ेगा; यहाँ एक उदाहरण है: code.woboq.org/userspace/glibc/sysdeps/posix/shm_open.c.html

— सिंह

जबकि कुछ shm_open () कार्यान्वयन हुड के तहत खुले () का उपयोग करते हैं, POSIX के पास shm_open () द्वारा निर्मित फ़ाइल डिस्क्रिप्टर के लिए कम आवश्यकताएं हैं। उदाहरण के लिए, कार्यान्वयन के लिए I / O फ़ंक्शंस का समर्थन करने की आवश्यकता नहीं है जैसे कि shm_open () फ़ाइल डिस्क्रिप्टर के लिए रीड () और राइट (), कुछ कार्यान्वयनों को shm_open () के लिए ऑप्टिमाइज़ेशन करने की अनुमति देता है जो ओपन () के लिए नहीं किया जा सकता है। यदि आप इसके साथ सभी करने जा रहे हैं, तो यह mmap () है, आपको shm_open () का उपयोग करना चाहिए।

— ऑसविन

अधिकांश Linux-glibc setups tmpfs का उपयोग करके shm_open () में एक ऐसा अनुकूलन करते हैं। जबकि एक ही tmpfs को आमतौर पर खुले () के माध्यम से एक्सेस किया जा सकता है, इसके पथ को जानने का कोई पोर्टेबल तरीका नहीं है। shm_open () चलो आप पोर्टेबल तरीके से उस अनुकूलन का उपयोग करते हैं। POSIX खुले से बेहतर प्रदर्शन करने के लिए shm_open () क्षमता देता है ()। सभी कार्यान्वयन उस क्षमता का उपयोग करने वाले नहीं हैं, लेकिन यह खुले () से भी बदतर प्रदर्शन करने वाला नहीं है। लेकिन मैं मानता हूं कि मेरा दावा है कि खुला () हमेशा उपरि जोड़ता है बहुत व्यापक है।

— ऑसविन