SHMGET(2)

ИМЯ
shmget - выделяет общий сегмент памяти System V

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

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

ОПИСАНИЕ
Вызов shmget() возвращает идентификатор общего сегмента памяти System V, соответствующего значению аргумента key. Если значение key равно IPC_PRIVATE или если key не равно IPC_PRIVATE, но не существует общего сегмента памяти, который бы соответствовал значению key и в shmflg есть флаг IPC_CREAT, то создаётся новый общий сегмент памяти размером size, округлённым до значения, кратного PAGE_SIZE.

Если в shmflg одновременно указаны IPC_CREAT и IPC_EXCL и для значения key уже существует общий сегмент памяти, то вызов shmget() завершается с ошибкой и errno присваивается EEXIST (такой же результат как с O_CREAT | O_EXCL у open(2)).

Значение shmflg составляется из следующих флагов:

IPC_CREAT
    Служит для создания нового сегмента. Если этого флага нет, то вызов shmget() будет искать сегмент, соответствующий key, и затем проверит, имеет ли пользователь права на доступ к сегменту.

IPC_EXCL
    Этот флаг используется совместно с IPC_CREAT для того, чтобы этот вызов создал сегмент. Если сегмент уже существует, то вызов завершается с ошибкой.

SHM_HUGETLB (начиная с Linux 2.6)
    Выделять сегмент используя «огромные страницы». Дополнительную информацию смотрите в файле исходного кода ядра Linux Documentation/vm/hugetlbpage.txt.

SHM_HUGE_2MB, SHM_HUGE_1GB (начиная с Linux 3.8)
    Используется вместе с SHM_HUGETLB для выбора других размеров страниц hugetlb (2 МБ и 1 МБ, соответственно) в системах, которые поддерживают несколько размеров страниц hugetlb.

    Вообще, желаемые размер огромной страницы можно настроить закодировав логарифмом по основанию 2 желаемый размер страницы в шести битах смещения SHM_HUGE_SHIFT. Таким образом, приведённые выше константы определяются так:

        #define SHM_HUGE_2MB    (21 << SHM_HUGE_SHIFT)
        #define SHM_HUGE_1GB    (30 << SHM_HUGE_SHIFT)

    Дополнительную информацию о схожих по имени константах смотрите в mmap(2).

SHM_NORESERVE (начиная с Linux 2.6.15)
    Этот флаг нужен для того же, что и флаг MAP_NORESERVE у mmap(2). Он указывает не резервировать место в пространстве подкачки для этого сегмента. Операцией резервирования места в пространстве подкачки гарантируется, что сегмент можно изменить. Если место не резервировать, то при записи можно получить сигнал SIGSEGV, если кончится физическая память. Смотрите также обсуждение файла /proc/sys/vm/overcommit_memory в proc(5).

В дополнении к перечисленным выше флагам в младших 9 битах shmflg задаются права для владельца, группы и всех остальных. Формат значения битов совпадает с аргументом mode вызова open(2). В данный момент бит выполнения системой не используются.

Если создаётся новый общий сегмент памяти, то его содержимое инициализируется нулями, а соответствующая ему структура данных shmid_ds (см. shmctl(2)) следующим образом:

    Полям shm_perm.cuid и shm_perm.uid присваиваются значения эффективного идентификатора пользователя вызывающего процесса.

    Полям shm_perm.cgid и shm_perm.gid присваиваются значения эффективного идентификатора группы вызывающего процесса.

    Младшим 9 битам shm_perm.mode присваивается значение младших 9 бит shmflg.

    Полю shm_segsz присваивается значение size.

    Полям shm_lpid, shm_nattch, shm_atime и shm_dtime присваивается значение 0.

    Полю shm_ctime присваивается значение текущего времени.

Если общий сегмент памяти уже существует, то проверяются права доступа к нему и не помечен ли он для удаления.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ
При успешном выполнении возвращается корректный идентификатор общей памяти. При ошибке возвращается -1, а в errno записывается причина ошибки.

ОШИБКИ
В случае возникновения ошибки errno может принимать следующие значения:

EACCES
    Пользователь не имеет прав доступа к общему сегменту памяти и не имеет мандата CAP_IPC_OWNER в пространстве имён пользователя, который управляет его пространством имён IPC.

EEXIST
    В shmflg указаны IPC_CREAT и IPC_EXCL, но общий сегмент памяти уже существует для key.

EINVAL
    Был создан новый сегмент и size меньше SHMMIN или больше SHMMAX.

EINVAL
    Сегмент для заданного key существует, но size больше размера этого сегмента.

ENFILE
    Достигнуто максимальное количество открытых файлов в системе.

ENOENT
    Не существует сегмента для ключа key и флаг IPC_CREAT не указан.

ENOMEM
    Не хватает памяти для выделения под перерасход сегмента.

ENOSPC
    Все возможные идентификаторы сегментов уже распределены (SHMMNI) или размер выделяемого сегмента превысит системные лимиты по общей памяти (SHMALL).

EPERM
    Указан флаг SHM_HUGETLB, но у вызывающего нет прав (нет мандата CAP_IPC_LOCK).

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ
POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4.

SHM_HUGETLB и SHM_NORESERVE являются расширениями Linux.

ЗАМЕЧАНИЯ
Включение файлов <sys/types.h> и <sys/ipc.h> не требуется в Linux или любых версий POSIX. Однако, некоторые старые реализации требуют включения данных заголовочных файлов, и это также требуется по SVID. В приложениях, которые нужно перенести на такие старые системы, может потребоваться включить данных заголовочные файлы.

IPC_PRIVATE — не поле флага, а тип key_t. Если key равно этому специальному значению, то системный вызов игнорирует всё кроме 9-ти младших битов shmflg и создаёт новый общий сегмент памяти.

  Ограничения общей памяти
Ниже приведены ограничения ресурсов на общий сегмент памяти, влияющие на вызов shmget():

SHMALL
    Системный лимит на полный объём общей памяти, измеряется в единицах, равных размеру системной страницы.

    В Linux это ограничение можно прочитать и изменить через /proc/sys/kernel/shmmni. Начиная с 3.16, значение по умолчанию равно:

        ULONG_MAX - 2^24

    Эффект этого значения (которое подходит и для 32-разрядной, и для 64-разрядной системы) — не задать ограничение на выделения. Это значение, в отличии от ULONG_MAX, было выбрано в качестве значения по умолчанию, чтобы предотвратить некоторые случаи, когда старые приложения просто увеличивают существующий предел без начальной проверки его текущего значения. Такие приложения переполнили бы значение, если предел был равен ULONG_MAX.

    В Linux 2.4 по Linux 3.15 значение по умолчанию этого ограничения было:

        SHMMAX / PAGE_SIZE * (SHMMNI / 16)

    Если SHMMAX и SHMMNI не изменены, то умножение результата этой формулы на размер страницы (для получения значения в байтах) даёт значение 8 ГБ — ограничение на общее количество памяти, используемой во всех общих сегментах памяти.

SHMMAX
    Максимальный размер общего сегмента памяти в байтах.

    В Linux это ограничение можно прочитать и изменить через /proc/sys/kernel/shmmax. Начиная с 3.16, значение по умолчанию равно:

        ULONG_MAX - 2^24

    Эффект этого значения (которое подходит и для 32-разрядной, и для 64-разрядной системы) — не задать ограничение на выделения. Смотрите описание SHMALL о том, почему используется именно такое значение по умолчанию (а не ULONG_MAX).

    В Linux 2.2 по Linux 3.15 значение по умолчанию этого ограничения равно 0x2000000 (32 МБ).

    Так как невозможно отобразить только часть общего сегмента памяти, размер виртуальной памяти отличается от ограничения на максимальный размер подходящего сегмента: например, на i386 самые большие сегменты, которые можно отображать, имеют размер около 2.8 ГБ, а на x86-64 — около 127 ТБ.

SHMMIN
    Минимальный размер общего сегмента памяти в байтах в системе: зависит от реализации (в настоящий момент равно 1 байту, хотя на самом деле минимальный выделяемый размер равен PAGE_SIZE).

SHMMNI
    Системный лимит на общее количество общих сегментов памяти. Начиная с Linux 2.2, значение по умолчанию равно 128; начиная с Linux 2.4, значение по умолчанию равно 4096.

    В Linux это ограничение можно прочитать и изменить через /proc/sys/kernel/shmmni.

Реализацией не ограничивается максимальное количество общих сегментов памяти на процесс (SHMSEG).

  Замечания, касающиеся Linux
В Linux до версии 2.3.30 вызов shmget() возвращал значение EIDRM, если общий сегмент памяти был запланирован к удалению.

ДЕФЕКТЫ
Имя IPC_PRIVATE, возможно, было выбрано неудачно, IPC_NEW отражает смысл действия более ясно.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
memfd_create(2), shmat(2), shmctl(2), shmdt(2), ftok(3), capabilities(7), shm_overview(7), svipc(7)