西安郵電大學(xué)Linux高級編程進(jìn)程間通信

第5章SystemV進(jìn)程間通信12SystemV

IPC基礎(chǔ)

消息隊(duì)列

3信號量通信機(jī)制

4共享內(nèi)存

1為了提供與其他系統(tǒng)的兼容性，Linux也支持三種SystemV的進(jìn)程間通信機(jī)制：消息隊(duì)列、信號量和共享內(nèi)存，Linux對這些機(jī)制的實(shí)施大同小異。我們把信號量、消息隊(duì)列和共享內(nèi)存統(tǒng)稱SystemVIPC對象。就像每個(gè)文件都有一個(gè)打開文件號一樣，每個(gè)對象也都有唯一的識別號，進(jìn)程可以通過系統(tǒng)調(diào)用傳遞的識別號來存取這些對象。與文件的存取一樣，對這些對象的存取也要驗(yàn)證存取權(quán)限，SystemVIPC可以通過系統(tǒng)調(diào)用對對象的創(chuàng)建者設(shè)置這些對象的存取權(quán)限。2023/6/12ipcs命令I(lǐng)pcs命令用于顯示消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、信號量的信息。

q顯示消息隊(duì)列s顯示信號量

m顯示共享內(nèi)存a詳細(xì)信息對每一個(gè)資源，這個(gè)命令會顯示：TYPE包括信息隊(duì)列(q)，共享內(nèi)存(m)，或者信號量(s)。ID資源條目的唯一的表示號KEY應(yīng)用程序存取資源使用的參數(shù)。MODE存取模式和許可權(quán)限的標(biāo)記OWNERandGROUP登錄名和用戶屬主的組號2023/6/13key值和ID值Linux系統(tǒng)為每個(gè)IPC機(jī)制都分配了唯一的ID，所有針對該IPC機(jī)制的操作都使用對應(yīng)的ID。因此，通信的雙方都需要通過某個(gè)辦法來獲取ID值。顯然，創(chuàng)建者根據(jù)創(chuàng)建函數(shù)的返回值可獲取該值，但另一個(gè)進(jìn)程如何實(shí)現(xiàn)呢？由于Linux兩個(gè)進(jìn)程不能隨意訪問對方的空間（一個(gè)特殊是，子進(jìn)程可以繼承父親進(jìn)程的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)父親進(jìn)程向子進(jìn)程的單向傳遞），也就不能夠直接獲取這一ID值。為解決這一問題，IPC在實(shí)現(xiàn)時(shí)約定使用key值做為參數(shù)創(chuàng)建，如果在創(chuàng)建時(shí)使用相同的key值將得到同一個(gè)IPC對象的ID（即一方創(chuàng)建，另一方獲取的是ID），這樣就保證了雙方可以獲取用于傳遞數(shù)據(jù)的IPC機(jī)制ID值。2023/6/14ftokexternkey_tftok(__constchar*__pathname,int__proj_id);此函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，pathname為文件路徑名，可以是特殊文件（例如目錄文件），也可以是當(dāng)前目錄“.”，而通常也是設(shè)置此參數(shù)為當(dāng)前目錄，因?yàn)楫?dāng)前目錄一般都是存在的，且不會被立即刪除。第二個(gè)參數(shù)為一個(gè)int型變量。2023/6/15例：ftok的使用#include<stdio.h>#include<sys/types.h>main(){ key_tkey; key=ftok(".",1); printf("thekeyis%x\n",key); }2023/6/16ftokftok函數(shù)創(chuàng)建key值過程中使用了該文件屬性的st_dev和st_ino。具體構(gòu)成如下：key值的第31-24為ftok()第二個(gè)參數(shù)的低8位；key值的第23-16為該文件的st_dev屬性的低8位；key值的第15-0為該文件的st_ino屬性的低16位；因此，如果使用相同的文件路徑及整數(shù)，得到的key值是唯一的，而唯一的key值創(chuàng)建某類IPC機(jī)制時(shí)將得到同一個(gè)IPC機(jī)制（但如果使用相同的key值分別創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列和一個(gè)信號量，兩者沒有聯(lián)系），而文件路徑的訪問對兩個(gè)進(jìn)程來說很容易統(tǒng)一，因此，便捷的實(shí)現(xiàn)了兩進(jìn)程通信機(jī)制的確定。2023/6/17例：ftok函數(shù)和參數(shù)的關(guān)系#include<sys/ipc.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/stat.h>main(intargc,char*argv[]){ key_tkey; inti; structstatbuf; if(argc!=3) { printf("errorusage\n"); return1; } i=atoi(argv[2]);2023/6/18例：ftok函數(shù)和參數(shù)的關(guān)系 if((stat(argv[1],&buf))==-1) { perror("stat"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n",buf.st_dev); printf("\n",buf.st_ino); printf("number=%x\n",i); key=ftok(argv[1],i); printf("key=0x%x",key);}2023/6/19第5章SystemV進(jìn)程間通信12SystemV

IPC基礎(chǔ)

消息隊(duì)列

3信號量通信機(jī)制

4共享內(nèi)存

10消息隊(duì)列的基本概念消息隊(duì)列就是一個(gè)消息的鏈表，是一系列保存在內(nèi)核中的消息的列表。用戶進(jìn)程可以向消息隊(duì)列添加消息，也可以從消息隊(duì)列讀取消息。消息隊(duì)列與管道通信相比，其優(yōu)勢是對每一個(gè)消息指定特定消息類型，接收的時(shí)候不需要按隊(duì)列次序，而是可以根據(jù)自定義條件接收特定類型的消息?？梢园严⒖醋饕粋€(gè)記錄，具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級。對消息隊(duì)列有寫權(quán)限的進(jìn)程可以向消息隊(duì)列中按照一定的規(guī)則添加新消息；對消息隊(duì)列有讀權(quán)限的進(jìn)程則可以從消息隊(duì)列中讀取消息。2023/6/111消息隊(duì)列屬性2023/6/112消息structmsg結(jié)構(gòu)體//comefrom/usr/src/kernels/’uname–r’/inlcude/linux/msg.h/*onemsg_msgstructureforeachmessage*/structmsg_msg{ structlist_headm_list; longm_type; intm_ts;/*messagetestsize*/ structmsg_msgseg*next; void*security; /*theactualmessagefollowsimmediately*/};2023/6/113消息隊(duì)列2023/6/114對消息隊(duì)列的說明對消息隊(duì)列的限定：//comefrom/usr/include/linux/msg.h#defineMSGMNI16/*<=IPCMNI*//*max#ofmsgqueueidentifiers*/#defineMSGMAX8192/*<=INT_MAX*//*maxsizeofmessage(bytes)*/#defineMSGMNB16384/*<=INT_MAX*//*defaultmaxsizeofamessagequeue*/不同的系統(tǒng)限制值可以通過msgctl函數(shù)使用IPC_INFO參數(shù)獲得。2023/6/115消息隊(duì)列常用的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)功能ftok根據(jù)文件路徑和參數(shù)生成標(biāo)準(zhǔn)keymsgget創(chuàng)建或打開消息隊(duì)列msgsnd添加消息msgrcv讀取消息msgctl控制消息隊(duì)列2023/6/116創(chuàng)建消息隊(duì)列externintmsgget(key_t__key,int__msgflg);第一個(gè)參數(shù)key為由ftok創(chuàng)建的key值。第二個(gè)參數(shù)__msgflg的低位用來確定消息隊(duì)列的訪問權(quán)限。如0770，為文件的訪問權(quán)限類型。此外，還可以附加以下參數(shù)值。這些值可以與基本權(quán)限以或的方式一起使用。//comefrom/usr/include/bit/ipc.h/*resourcegetrequestflags*/#defineIPC_CREAT00001000/*createifkeyisnonexistent*/#defineIPC_EXCL00002000/*failifkeyexists*/#defineIPC_NOWAIT00004000/returnerroronwait*/2023/6/117msgget返回說明：成功執(zhí)行時(shí)，返回消息隊(duì)列標(biāo)識值。失敗返回-1，errno被設(shè)為以下的某個(gè)值，有時(shí)也會返回0，這個(gè)時(shí)候也是可以正常使用的。EACCES：指定的消息隊(duì)列已存在，但調(diào)用進(jìn)程沒有權(quán)限訪問它，而且不擁有CAP_IPC_OWNER權(quán)限EEXIST：key指定的消息隊(duì)列已存在，而msgflg中同時(shí)指定IPC_CREAT和IPC_EXCL標(biāo)志ENOENT：key指定的消息隊(duì)列不存在，同時(shí)msgflg中不指定IPC_CREAT標(biāo)志ENOMEM：需要建立消息隊(duì)列，但內(nèi)存不足ENOSPC：需要建立消息隊(duì)列，但已達(dá)到系統(tǒng)的最大消息隊(duì)列容量2023/6/118例：創(chuàng)建消息隊(duì)列#include<stdio.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/types.h>intmain(){ key_tkey; key=ftok(".",1); printf("thekeyis%x\n",key); intid; id=msgget(key+1,IPC_CREAT|0666); printf("id=%d\n",id); system(“ipcs”);}2023/6/119消息隊(duì)列屬性控制externintmsgctl(int__msqid,int__cmd,structmsqid_ds*__buf);第一個(gè)參數(shù)__msqid為消息隊(duì)列標(biāo)識符，該值為使用msgget函數(shù)創(chuàng)建消息隊(duì)列的返回值。第二個(gè)參數(shù)__cmd為執(zhí)行的控制命令，即要執(zhí)行的操作。包括以下選項(xiàng)：//comefrom/usr/include/linux/ipc.h/*Controlcommandsusedwithsemctl,msgctlandshmctlseealsospecificcommandsinsem.h,msg.handshm.h*/#defineIPC_RMID0/*removeresource*/#defineIPC_SET1/*setipc_permoptions*/#defineIPC_STAT2/*getipc_permoptions*/#defineIPC_INFO3/*seeipcs*/2023/6/120例：刪除消息隊(duì)列#include<stdio.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/types.h>intmain(){ key_tkey; intid; key=ftok(".",1); id=msgget(key+1,IPC_CREAT|0666); printf("id=%d\n",id); msgctl(id,IPC_RMID,NULL); sytem(“ipcs”);}2023/6/121發(fā)送信息到消息隊(duì)列externintmsgsnd(int__msqid,__constvoid*__msgp,size_t__msgsz,int__msgflg)第一個(gè)參數(shù)msqid為指定的消息隊(duì)列標(biāo)識符(由msgget生成的消息隊(duì)列標(biāo)識符)，即將消息添加到那個(gè)消息隊(duì)列中。第二個(gè)參數(shù)msgp為指向的用戶定義緩沖區(qū)。第三個(gè)參數(shù)為接收信息的大小，其數(shù)據(jù)類型為size_t，即unsignedint類型。其大小為0到系統(tǒng)對消息隊(duì)列的限定值。第四個(gè)參數(shù)用來指定在達(dá)到系統(tǒng)為消息隊(duì)列鎖定的界限（如達(dá)到字?jǐn)?shù)限制）時(shí)應(yīng)采取的操作。2023/6/122發(fā)送信息到消息隊(duì)列(2)

第二個(gè)參數(shù)其定義如下：//comefrom/usr/include/linux/msg.h/*messagebufferformsgsndandmsgrevcalls*/structmsgbuf{longmtype;/*typeofmessage*/charmtext[1];/*messagetext*/}mtype是一個(gè)正整數(shù)，由產(chǎn)生消息的進(jìn)程生成，用于表示消息的類型，因此，接收進(jìn)程可以用來進(jìn)行消息選擇(消息隊(duì)列在存儲信息時(shí)是按發(fā)送的先后順序放置的)。mtext是文本內(nèi)容，即消息內(nèi)容，此處大小為1，顯然不夠用，在使用時(shí)自己重新定義此結(jié)構(gòu)。2023/6/123發(fā)送信息到消息隊(duì)列(3)第四個(gè)參數(shù)用來指定在達(dá)到系統(tǒng)為消息隊(duì)列鎖定的界限（如達(dá)到字?jǐn)?shù)限制）時(shí)應(yīng)采取的操作。：如果設(shè)置為IPC_NOWAIT，如果需要等待，則不發(fā)送消息并且調(diào)用進(jìn)程立即返回錯誤信息EAGAIN.如果設(shè)置為0，則忽略標(biāo)志位。成功調(diào)用后，此函數(shù)將返回0，否則返回-1，同時(shí)將對消息隊(duì)列msqid數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的成員執(zhí)行下列操作：msg_qnum以1為增量遞增。msg_lspid設(shè)置為調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程ID。msg_stime設(shè)置為當(dāng)前時(shí)間。2023/6/124從消息隊(duì)列接收信息externintmsgrev(int__msqid,void*__msgp,size_t__msgsz,longint__msgtyp,int__msgflg);此函數(shù)從與msqid指定的消息隊(duì)列標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列中讀取消息，并將其放置到msgp指向的結(jié)構(gòu)中。第一個(gè)參數(shù)為讀的對象，即從哪個(gè)消息隊(duì)列獲得消息。第二個(gè)參數(shù)為一個(gè)臨時(shí)消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來保存讀取的信息。其定義與發(fā)送信息的第二個(gè)參數(shù)相同。第三個(gè)參數(shù)msgsz指定mtext的大?。ㄒ宰止?jié)為單位）。如果收到的消息大于msgsz，并且msgflg&MSG_NOERROR為真，則將該消息截至msgsz字節(jié)，消息的截?cái)嗖糠謱G失，并且不向調(diào)用進(jìn)程提供截?cái)嗟奶崾?023/6/125從消息隊(duì)列接收信息(2)

第四個(gè)參數(shù)msgtyp指定請求的消息類型：msgtyp=0收到隊(duì)列中的第一條消息，任意類型。msgtyp>0收到第一條msgtyp類型的消息。msgtyp<0收到第一條最低類型（小于或等于msgtyp的絕對值）的消息。第五個(gè)參數(shù)msgflg指定所需類型消息不在隊(duì)列上時(shí)將要采取的操作。0,表示忽略；IPC_NOWAIT，如果消息隊(duì)列為空，則返回一個(gè)ENOMSG，并將控制權(quán)交回調(diào)用函數(shù)的進(jìn)程。2023/6/126消息隊(duì)列應(yīng)用實(shí)例#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/msg.h>#include<sys/ipc.h>#include<unistd.h>structmsgmbuf{ longmsg_type; charmsg_text[512];};2023/6/127消息隊(duì)列應(yīng)用實(shí)例intmain(){ intqid; key_tkey; intlen; structmsgmbufmsg; if((key=ftok(".",'a'))==-1) { perror("ftok"); exit(EXIT_FAILURE); } if((qid=msgget(key,IPC_CREAT|0666))==-1) { perror("msgget"); exit(EXIT_FAILURE); }2023/6/128消息隊(duì)列應(yīng)用實(shí)例 printf("IDofthequeueis:%d\n",qid); puts("pleaseinputthemssage:"); if((fgets((&msg)->msg_text,512,stdin))==NULL) { puts("nomessage!"); exit(EXIT_FAILURE); } msg.msg_type=getpid(); len=strlen(msg.msg_text); if((msgsnd(qid,&msg,len,0))<0) { perror("msgsnd"); exit(EXIT_FAILURE); }

2023/6/129消息隊(duì)列應(yīng)用實(shí)例 if((msgrcv(qid,&msg,512,0,0))<0) { perror("msgrcv"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("themessageis:%s\n",(&msg)->msg_text); if((msgctl(qid,IPC_RMID,NULL))<0) { perror("msgctl"); exit(EXIT_FAILURE); } exit(0);}2023/6/130第5章SystemV進(jìn)程間通信12SystemV

IPC基礎(chǔ)

消息隊(duì)列

3信號量通信機(jī)制

4共享內(nèi)存

31信號量基本概念信號量是操作系統(tǒng)中解決進(jìn)程或線程同步與互斥的最重要機(jī)制之一。Linux內(nèi)核提供SystemV的信號量機(jī)制，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間通信。信號量常用系統(tǒng)調(diào)用見下表函數(shù)功能sem_init初始化一個(gè)信號量sem_wait阻塞線程sem_post增加信號量的值sem_destory釋放信號量2023/6/132信號量集合屬性2023/6/133信號量結(jié)構(gòu)//comefrom/usr/src/kernels/’uname-r’/include/linux/sem.h/*Onesemaphorestructureforeachsemaphoreinthesystem.*/structsem{ intsemval;/*currentvalue*/ intsempid;/*pidoflastoperation*/};2023/6/134信號量通信機(jī)制概念圖2023/6/135創(chuàng)建信號量集合externintsemget(key_t__key,int__nsems,int__semflg);第一個(gè)參數(shù)為key_t類型的key值，一般由ftok函數(shù)產(chǎn)生。第二個(gè)參數(shù)__nsems為創(chuàng)建的信號量個(gè)數(shù)，各信號量以數(shù)組的方式存儲。這個(gè)數(shù)組用于初始化數(shù)組對象。第三個(gè)參數(shù)__semflg用來標(biāo)識信號量集合的權(quán)限。如0770，為文件的訪問權(quán)限類型。此外，還可以附加以下參數(shù)值。這些值可以與基本權(quán)限以或的方式一起使用。//comefrom/usr/include/bit/ipc.h/*resourcegetrequestflags*/#defineIPC_CREAT00001000/*createifkeyisnonexistent*/#defineIPC_EXCL00002000/*failifkeyexists*/#defineIPC_NOWAIT00004000/*returnerroronwait*/2023/6/136控制信號量集合、信號量externintsemctl(int__semid,int__semnum,int__cmd,……)該函數(shù)最多可有四個(gè)參數(shù)（有可能只有三個(gè)參數(shù)）。第一個(gè)參數(shù)__semid為要操作的信號量集合標(biāo)識符，該值一般由semget函數(shù)返回。第二個(gè)參數(shù)為集合中信號量的編號。如果標(biāo)識某個(gè)信號量，此值為該信號量的下標(biāo)（從0到n-1）；如果標(biāo)識整個(gè)信號量集合，則設(shè)置為0。第三個(gè)參數(shù)為要執(zhí)行的操作，如果是對整個(gè)信號量集合，這些操作在/usr/include/linux/ipc.h文件中定義。其操作包括IPC_RMID、IPC_SET、IPC_STAT和IPC_INFO，具體含義同msgctl的相關(guān)操作。2023/6/1372023/6/138信號量操作externintsemop(int__semid,structsembuf*__sops,size_t__nsops);此函數(shù)第一個(gè)參數(shù)為要操作的信號量集合標(biāo)識符，該值一般由semget函數(shù)返回。第二個(gè)參數(shù)為structsembuf結(jié)構(gòu)的變量，其定義如下：//comefrom/usr/include/linux/sem.h/*semopsystemcallstakesanarrayofthese.*/structsembuf{unsignedshortsem_num;/*semaphoreindexinarray*/shortsem_op;/*semaphoreoperation*/shortsem_flg;/*operationflags*/}2023/6/139信號量操作(2)

此結(jié)構(gòu)體有三個(gè)成員變量。1）sem_num為操作的信號量編號。2）sem_op為作用于信號量的操作：該值如果為正整數(shù)表示增加信號量的值，如果為負(fù)整數(shù)表示減小信號量的值，如果為0表示對信號量的當(dāng)前值進(jìn)行是否為0的測試。3）sem_flg為操作標(biāo)識。2023/6/140使用信號量實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)消費(fèi)問題生產(chǎn)消費(fèi)問題是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)學(xué)問題，要求生產(chǎn)者－消費(fèi)者在固定的倉庫空間條件下，生產(chǎn)者每生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品將占用一個(gè)倉庫空間，生產(chǎn)者生產(chǎn)的產(chǎn)品庫存不能越過倉庫的存儲量，消費(fèi)者每消費(fèi)一個(gè)產(chǎn)品將增加一個(gè)倉庫空間，消費(fèi)者在倉庫產(chǎn)品為0時(shí)不能再消費(fèi)。本例中采用信號量來解決這個(gè)問題，為了便于理解，本例中使用了兩個(gè)信號量，一個(gè)用來管理消費(fèi)者（以下為sem_produce），一個(gè)用來管理生產(chǎn)者（以下為sem_custom），即sem_produce表示當(dāng)前倉庫可用空間的數(shù)量，sem_custom用來表示當(dāng)前倉庫中產(chǎn)品的數(shù)量。對于生產(chǎn)者來說，其需要申請的資源為倉庫中的剩余空間，因此，生產(chǎn)者在生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品前，申請sem_produce信號量，當(dāng)此信號量的值大于0，即有可用空間，將生產(chǎn)產(chǎn)品，并將sem_produce的值減去1（因?yàn)檎加昧艘粋€(gè)空間）；同時(shí)，當(dāng)其生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品后，當(dāng)前倉庫的產(chǎn)品數(shù)量增加1，需要將sem_custom信號量自動加1。對于消費(fèi)者來說，其需要申請的資源為倉庫中的產(chǎn)品，因此，消費(fèi)者在消費(fèi)一個(gè)產(chǎn)品前，將申請sem_custom信號量，當(dāng)此信號量的值大于0時(shí)，即有可用產(chǎn)品，將消費(fèi)一個(gè)產(chǎn)品，并將sem_custom信號量的值減去（因?yàn)橄M(fèi)了一個(gè)產(chǎn)品），同時(shí)，當(dāng)消費(fèi)一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)前倉庫的剩余空間增加1，需要將sem_produce信號量自動加1。2023/6/141第5章SystemV進(jìn)程間通信12SystemV

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消息隊(duì)列

3信號量通信機(jī)制

4共享內(nèi)存

42共享內(nèi)存的基本概念共享內(nèi)存允許兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)給定的存儲區(qū)，這一段存儲區(qū)可以被兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程映射至自身的地址空間中，數(shù)據(jù)不需要在進(jìn)程間復(fù)制，所以這是最快的一種IPC。使用共享內(nèi)存時(shí)，多個(gè)進(jìn)程之間對一給定的存儲區(qū)需進(jìn)行同步訪問。即若一個(gè)進(jìn)程正在將數(shù)據(jù)放入共享存儲區(qū)，則在它做完這一操作之前，其他進(jìn)程不應(yīng)當(dāng)去讀取這些數(shù)據(jù)。通常，信號量被用來實(shí)現(xiàn)對共享存儲的訪問。2023/6/143共享內(nèi)存屬性2023/6/144共享內(nèi)存IPC原理2023/6/145共享內(nèi)存與管道對比2023/6/146共享內(nèi)存的常用函數(shù)函數(shù)功能mmap建立共享內(nèi)存映射munmap解除共享內(nèi)存映射shmget獲取共享內(nèi)存區(qū)域的IDshmctl共享內(nèi)存控制shmat映射共享內(nèi)存對象shmdt分離共享內(nèi)存對象2023/6/147內(nèi)存映射函數(shù)mmap將某個(gè)文件的指定內(nèi)容映射到內(nèi)存空間中，該函數(shù)聲明如下：#include<sys/mman.h>void*mmap(void*start,size_tlength,intprot,intflags,intfd,off_toffset);此函數(shù)將在進(jìn)程的虛擬地址空間（起始為start，長度為length字節(jié)）和與文件描述符fd關(guān)聯(lián)的文件（偏移量為offset，長度為length）之間建立映射。參數(shù)start一般情況下設(shè)置為NULL，由系統(tǒng)分配。第三個(gè)參數(shù)prot描述映射的內(nèi)存權(quán)限，該參數(shù)是以下選項(xiàng)的組合：PORT_READ允許讀該內(nèi)存PORT_WRITE允許寫該內(nèi)存PORT_EXEC允許執(zhí)行該內(nèi)存段PORT_NONE該內(nèi)存段不能被訪問2023/6/148內(nèi)存映射參數(shù)flags控制程序?qū)υ搩?nèi)存段的改變所造成的影響，常用選項(xiàng)如下：MAP_PRIVATE：內(nèi)存段是私有的，對他的修改只在此局部范圍內(nèi)有效，其他進(jìn)程不可見。MAP_SHARED：共享映射，某進(jìn)程對該段內(nèi)存空間的更新對其他進(jìn)程來說是可見的，但該文件的內(nèi)容并不會立即更新，要更新文件內(nèi)容，需要調(diào)用msync和munmap函數(shù)。2023/6/149例：內(nèi)存映射的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<fcntl.h>#include<sys/mman.h>typedefstruct{ charname[4]; intage;}people;main(intargc,char*argv[]){ pid_tresult; inti; people*p_map; chartemp;2023/6/150例：內(nèi)存映射的使用 p_map=(people*)mmap(NULL,sizeof(people)*10,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS,-1,0); result=fork(); if(result<0) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } elseif(result==0) { sleep(2); for(i=0;i<5;i++) printf("readbychild:No.%d'sageis:%d\n",i+1,(*(p_map+i)).age);2023/6/151例：內(nèi)存映射的使用 (*p_map).age=110; munmap(p_map,sizeof(people)*10); exit(0); } else { temp='a'; for(i=0;i<5;i++) { temp+=1; memcpy((p_map+i)->name,&temp,2); ((p_map+i)->age=20+i); }2023/6/152例：內(nèi)存映射的使用 sleep(5); printf("readbyparent:thesumofageis:%d\n",(*p_map).age); printf("unmaping>>>>\n"); munmap(p_map,sizeof(people)*10); printf("unmapsuccessful!\n"); }}2023/6/153創(chuàng)建共享內(nèi)存externintshmget(key_t__key,size_t__size,int__shmflg);第一個(gè)參數(shù)為key_t類型的key值，一般由ftok函數(shù)產(chǎn)生。第二個(gè)參數(shù)size為欲創(chuàng)建的共享內(nèi)存段大?。▎挝粸樽止?jié)）。第三個(gè)參數(shù)shmflg用來標(biāo)識共享內(nèi)存段的創(chuàng)建標(biāo)識。包括//comefrom/usr/include/linu/ipc.h#defineIPC_CREAT01000/*Createkeyifkeydoesnotexist.*/#defineIPC_EXCL020000/*Failifkeyexists.*/#defineIPC_NOWAIT04000/*Returnerroronwait.*/2023/6/154創(chuàng)建共享內(nèi)存另外，在/usr/include/linux/shm.h文件還定義了另外兩個(gè)選項(xiàng)：//comefrom/usr/include/linux/shm.h/*permissionflagforshmget*/#defineSHM_R0400/*orS_IRUGOfrom<linux/stat.h>*/#defineSHM_W0200/*orS_IWUGOfrom<linux/stat.h>*/2023/6/155共享內(nèi)存控制externintshmctl(int__shmid,int__cmd,structshmid_ds*__buf);第一個(gè)參數(shù)為要操作的共享內(nèi)存標(biāo)識符，該值一般由shmget函數(shù)返回。第二個(gè)參數(shù)為要執(zhí)行的操作，這些操作在/usr/include/linux/ipc.h文件中定義。其操作包括IPC_RMID、IPC_SET、IPC_STAT和IPC_INFO，具體含義同msgctl的相關(guān)操作。如果是超級用戶，還可以執(zhí)行以下兩個(gè)命令：//comefrom/usr/include/sys/shm.h/*superusershmctlcommands*/#defineSHM_LOCK11#defineSHM_UNLOCK12第三個(gè)參數(shù)為structshmid_ds結(jié)構(gòu)的臨時(shí)共享內(nèi)存變量信息，此內(nèi)容根據(jù)第二個(gè)參數(shù)的不一樣而改變。2023/6/156映射共享內(nèi)存對象進(jìn)程使用共享內(nèi)存前，需要將該共享內(nèi)存與當(dāng)前進(jìn)程建立聯(lián)系，即將該共享內(nèi)存使用shmat函數(shù)映射到當(dāng)前進(jìn)程。其函數(shù)聲明如下：#include<sys/shm.h>externvoid*shmat(int__shmid,__constvoid*__shmaddr,int__shmflag);如果執(zhí)行成功，將返回共享內(nèi)存段首地址。第一個(gè)參數(shù)__shmid為要操作的共享內(nèi)存標(biāo)識符，該值一般由shmget函數(shù)返回。第二個(gè)參數(shù)shmaddr指定共享內(nèi)存的映射地址。如果該值為非零，則將用此值作為映射共享內(nèi)存的地址，如果此值為0，則由系統(tǒng)來選擇映射的地址。一般都將此值設(shè)置為0。2023/6/157映射共享內(nèi)存對象#include<sys/shm.h>externvoid*shmat(int__shmid,__constvoid*__shmaddr,int__shmflag);第三個(gè)參數(shù)用來指定共享內(nèi)存短的訪問權(quán)限和映射條件。//comefrom/usr/include/linux/shm.h/*modeforattach*/#defineSHM_RDNOLY010000/*read-onlyaccess*/#defineSHM_RND020000/*roundattachattachaddresstoSHMLBAbounary*/#defineSHM_REMAP040000/*take-overregiononattach*/#defineSHM_EXEC0100000/*executionaccess*/2023/6/158分離共享內(nèi)存對象在共享內(nèi)存使用完畢后，需要使用shmdt函數(shù)將其與當(dāng)前進(jìn)程分離。其函數(shù)聲明如下：//comefrom/usr/include/sys/shm.hexternintshmdt(__constvoid*__shmaddr);其參數(shù)即為與當(dāng)前進(jìn)程分離的共享內(nèi)存標(biāo)志ID。2023/6/159例一#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<sys/types.h>typedefstruct{ charname[4]; intage;}people;main(){ intshm_id,i; key_tkey; people*p_map; char*name="/dev/shm/myshm2";2023/6/160例一 key=ftok(name,0); shm_id=shmget(key,4096,IPC_CREAT); if(shm_id==-1) { perror("shmget"); exit(EXIT_FAILURE); } p_map=(people*)shmat(shm_id,NULL,0); for(i=0;i<10;i++) { printf("name:%s\t",(p_map+i)->name); printf("age:%d\n",(p_map+i)->age); } if(shmdt(p_map)==-1) perror("shmdt");}2023/6/161例一#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<sys/types.h>typedefstruct{ charname[4]; intage;}people;main(){ intshm_id,i; key_tkey; people*p_map; char*name="/dev/shm/myshm2";2023/6/162例一 key=ftok(name,0); if(key==-1) { perror("ftok"); exit(EXIT_FAILURE); } shm_id=shmget(key,4096,IPC_CREAT|0666); if(shm_id==-1) { perror("shmget"); exit(EXIT_FAILURE); } p_map=shmat(shm_id,0,0);//(people*)shmat(shm_id,0,0); temp='a'; for(i=0;i<10;i++) { temp+=1; memcpy((p_map+i)->name,&temp,1); (p_map+i)->age=20+i; } if(shmdt(p_map)==-1) perror("shmdt");}2023/6/163例二#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<sys/types.h>#include<time.h>#include<unistd.h>typedefstruct{ charstr1[50]; charstr2[50]; intno1,no2;}str;2023/6/164例二main(intargc,char*agv[]){ intshm_id,i; key_tkey; str*p_map; time_ttimep; structtm*p; char*name="/dev/shm/myshm2"; key=ftok(name,0); shm_id=shmget(key,4096,IPC_CREAT|0666); if(shm_id==-1) { perror("shmget"); exit(EXIT_FAIL