Linux System V IPC 共享内存

Linux System V IPC 共享内存

通信模型:

获取key值 :ftok（）
创建/获取共享内存 :shmget（）
挂接共享内存 :shmat（）
脱接共享内存 :shmdt（）
删除共享内存 :shmctl（）

使用的头文件

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

ftok（）

//获取key值, key值是System V IPC的标识符，成功返回key，失败返回-1设errno//同pathname+同 proj_id==>同key_t;key_t ftok（const char *pathname, int proj_id）;

pathname :文件名
proj_id: 1~255的一个数，表示project_id

key_t key=ftok（".",100）;//“.”就是一个存在且可访问的路径, 100是假设的proj_idif（-1==key）perror（"ftok"）,exit（-1）;

shmget（）

//创建/获取共享内存，成功返回共享内存的标识符shmid，失败返回-1设errnoint shmget（key_t key, size_t size, int shmflg）; //多设为int shmid=...和shmat（）一起用比较好看

key :ftok（）的返回值
size:共享内存的大小，实际会按照页的大小（PAGE_SIZE）来分配。0表示获取已经分配好的共享内存
shmflg:具体的操作标志

IPC_CREAT:若不存在则创建, 需要在shmflg中＂|权限信息＂, eg: |0664; 若存在则打开
IPC_EXCL:与IPC_CREAT搭配使用, 若存在则创建失败==>报错,set errno
0 :获取已经存在的共享内存

//创建shared memoryshmid=shmget（key,4,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664）;if（-1==shmid）perror（"shmget"）,exit（-1）;Q:既然shmget（）可以创建, 那要ftok（）有啥用
A:shmget才是创建共享内存, ftok（）只是用来产生一个key

shmat（）

//挂接共享内存，成功返回映射内存的地址，失败返回（void*）-1设errnovoid *shmat（int shmid, const void *shmaddr, int shmflg）;

shmid: shmget（）的返回值
shmaddr

NULL表示由系统选择（同mmap（））
非NULL且shflg是SHM_RND，会按照页对齐的原则从shmaddr开始找最近的地址开始分配分，否则shmaddr指定的地址必须是页对齐的
shmflg :操作的标志, 给0即可
- SHM_RDONLY表示挂接到该共享内存的进程必须有读权限
- SHM_REMAP （Linux-specific）表示如果要映射的共享内存已经有现存的内存，那么就将旧的替换

//挂接共享内存void* pv=shmat（shmid,NULL,0）;if（（void*）-1==pv）perror（"shmat"）,exit（-1）;

shmdt（）

//脱接共享内存，成功返回0,失败返回-1设errnoint shmdt（const void *shmaddr）;//脱接shmint res=shmdt（pv）;if（-1==res）perror（"shmdt"）,exit（-1）;

shmctl（）

//共享内存管理，成功返回0,失败返回-1设errnoint shmctl（int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf）;shmid：共享内存的id，由shmget（）返回
buf : shmid_ds类型的指针

struct shmid_ds { struct ipc_permshm_perm; /* Ownership and permissions */size_tshm_segsz;/* Size of segment （bytes） */time_tshm_atime;/* Last attach time */time_tshm_dtime;/* Last detach time */time_tshm_ctime;/* Last change time */pid_t shm_cpid; /* PID of creator */pid_t shm_lpid; /* PID of last shmat（2）/shmdt（2） */shmatt_tshm_nattch; /* No. of current attaches */...};//<sys/ipc.h>struct ipc_perm { key_t__key;/* Key supplied to shmget（2） */ uid_tuid;/* Effective UID of owner */ gid_tgid;/* Effective GID of owner */ uid_tcuid; /* Effective UID of creator */ gid_tcgid; /* Effective GID of creator */ unsigned short mode; /* Permissions + SHM_DEST and SHM_LOCKED flags */ unsigned short __seq;/* Sequence number */};

cmd

IPC_STAT表示从内核中拷贝关于这个shmid的信息到buf指向的shmid_ds中
IPC_SET 将buf指向的shmid_ds的信息写入到内核的结构体中，同时更新成员shm_ctime
IPC_RMID销毁共享内存
IPC_INFO（Linux-specific）返回系统对共享内存的限制写入到buf指向的时shminfo结构体中//_GNU_SOURCEstructshminfo {unsigned long shmmax; /* Maximum segment size */unsigned long shmmin; /* Minimum segment size; always 1 */unsigned long shmmni; /* Maximum number of segments */unsigned long shmseg; /* Maximum number of segments that a process can attach; unused within kernel */unsigned long shmall; /* Maximum number of pages of shared memory, system-wide */ }; //shmmni, shmmax, and shmall 可以童工/proc里的同名文件进行修改
SHM_INFO（Linux-specific）返回一个shm_info结构体来表示该共享内存消耗的系统资源//_GNU_SOURCEstruct shm_info {int used_ids; /* # of currently existing segments */unsigned long shm_tot;/* Total number of shared memory pages */unsigned long shm_rss;/* # of resident shared memory pages */unsigned long shm_swp;/* # of swapped shared memory pages */unsigned long swap_attempts; /* Unused since Linux 2.4 */unsigned long swap_successes;/* Unused since Linux 2.4 */ };
SHM_STAT（Linux-specific）为IPC_STAT返回一个shmid_ds结构结构体，不同的是shmid的参数不是一个标识符，而是内核中一个包含了系统中所有共享内存信息的索引
SHM_LOCK防止系统将共享内存放到swap区，IPC_STAT读到的信息中SHM_LOCKED标记就被设置了
SHM_UNLOCK 解除锁定，即允许共享内存被系统放到swap区

//使用IPC_RMID删除共享内存int res=shmctl（shmid,IPC_RMID,NULL）;if（-1==res）perror（"shmctl"）,exit（-1）;

例子

//Sys V IPC shmint shmid;//定义全局变量记录idvoid fa（int signo）{printf（"deleting shared memories...
"）;sleep（3）;//其实没用int res=shmctl（shmid,IPC_RMID,NULL）;if（-1==res）perror（"shmctl"）,exit（-1）;printf（"delete success
"）;exit（0）;//ctrl+C已经不能结束while（1）,用exit（0）来终结}int main（）{//获取keykey_t key=ftok（".",100）;//.就是一个存在且可访问的路径, 100是随便给的if（-1==key）perror（"ftok"）,exit（-1）;printf（"key=%#x
",key）;//打印出进制的标示,即0x//创建shared memoryshmid=shmget（key,4,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664）;if（-1==shmid）perror（"shmget"）,exit（-1）;printf（"shmid=%d
",shmid）;//挂接shmvoid* pv=shmat（shmid,NULL,0）;if（（void*）-1==pv）perror（"shmat"）,exit（-1）;printf（"link shared memory success
"）;//访问shmint* pi=（int*）pv;*pi=100;//脱接shmint res=shmdt（pv）;if（-1==res）perror（"shmdt"）,exit（-1）;printf（"unlink success
"）;//如果不再使用,删除shmprintf（"删除共享内存请按Ctrl C...
"）;if（SIG_ERR==signal（SIGINT,fa））perror（"signal"）,exit（-1）;while（1）;return 0;}

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