2008년 8월 13일 수요일

POSIX shared memory

일전에 언급한 SysV에서 처음으로 세상에 내동댕이 쳐진 IPC 집합 가운데에서 공유메모리부터 보겠다.

SysV가 가진 API는 POSIX.1-2001에도 올라와 있는 녀석이긴 하다. 함수는 shmget, shmat, shmdt, shmctl 등이 있다. 엄청나게 유명한 녀석이기 때문에 따로 자세히 설명하지 않겠다. shmget으로 공유메모리를 커널에 요청한다. 그럼 커널일 공유메모리객체를 만들기만 할 것이고, shmat을 통해 실제 프로세스 메모리에 공유메모리를 쳐바를(attach) 수 있다. shmdt는 쳐바른 공유메모리를 떼어내는데(detach) 사용하고, shmctl은 공유메모리객체를 정리하거나 기타 객체를 조작하는데 잠깐 이용한다. - 설명끝 -

shm_open은 SysV와 별도로 POSIX.1-2001에 올라온 녀석인데, 역사는 잘 모르겠고(2001년에 나왔겠지~ 하하하~), SysV용과 달리 메모리 사용량 조절이 가능하다. 왜냐구? 파일이니까. shm_open는 UNIX가 가지고 있는 open함수와 매우 흡사하며, 결과값 역시 FD를 내놓는다. 파일을 다루는 각종 함수를 사용할 수도 있고, mmap 함수를 이용해서 shmat처럼 프로세스 메모리 공간에 쳐바를 수도 있다. 문제는 공유메모리라는 '파일'이 어디에 만들어지는지 모르기 때문에(OS마다 달라!) shm_unlink라는 함수도 별도로 제공한다.

일단 생김새는 open함수와 비슷하다.
int shm_open(const char* name, int oflag, mode_t mode);
name은 공유메모리객체의 이름이 들어간다. 맨페이지에 따르면, 어디든 포팅하기 쉽게 사용하려면 슬래시가 맨 처음에 단 하나만 들어가는 이름을 사용하라고 한다. (예: /myshare.shm)

oflag는 이것을 읽기용, 쓰기용, 생성, 이미 있으면 잘라버릴지를 결정한다. 플래그는 O_RDONLY, O_RDWR, O_CREAT, O_EXCL, O_TRUNC 등이 있다.

mode는 접근제어로 'S_'로 시작하는 매크로를 OR연산으로 묶어서 사용할 수 있다. 예를 들어 파일소유자에게만 모든 권한을 주려면(0700), S_IRWXU 매크로를 사용할 수 있다.

이렇게 연 공유메모리는 앞서 말한 것과 같이 파일함수를 통해 다룰 수도 있고, mmap을 통해 프로세스 메모리에 쳐바를 수도 있다. mmap에 대한 설명은 다음에 하기로 하자. 나 바쁘다.

shm_unlink는 shmctl+IPC_RMID처럼 공유메모리객체를 정리해서 OS에 반환한다. 다른 점이 있다면, 바로 정리하는 것은 아니고, 파일처럼 이미 접근한 녀석이 있다면 inode만 싹독 잘라내고(unlink), 접근한 녀석이 모두 떨어져 나가면 그때서야 OS에 반환해준다.

메모리상에 파일을 만든다는 점을 제외하고 파일과 다를 바 없다. 실제로 FreeBSD는 그냥 일반 파일에 넣는 것으로 구현했다. 반면 Linux 같은 경우 /dev/shm이라는 특수한 파일시스템에 객체를 생성한다. 이 파일시스템은 메모리를 파일시스템처럼 사용하는 것이며, FreeBSD에서 구현한 것보단 당연히 매우 빠르다.

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