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Linux进程间通信源码剖析,共享内存(shmget函数详解)
分类: 嵌入式/Linux/C语言(136) shmget int shmget(key_t key, size_t size, int flag); key: 标识符的规则 size:共享存储段的字节数 flag:读写的权限 返回值:成功返回共享存储的id,失败返回-1 key_t key ----------------------------------------------- key标识共享内存的键值: 0/IPC_PRIVATE。 当key的取值为IPC_PRIVATE,则函数shmget()将创建一块新的共享内存;如果key的取值为0,而参数shmflg中设置了IPC_PRIVATE这个标志,则同样将创建一块新的共享内存。 在IPC的通信模式下,不管是使用消息队列还是共享内存,甚至是信号量,每个IPC的对象(object)都有唯一的名字,称为“键”(key)。通过“键”,进程能够识别所用的对象。“键”与IPC对象的关系就如同文件名称之于文件,通过文件名,进程能够读写文件内的数据,甚至多个进程能够共用一个文件。而在IPC的通讯模式下,通过“键”的使用也使得一个IPC对象能为多个进程所共用。 Linux系统中的所有表示System V中IPC对象的数据结构都包括一个ipc_perm结构,其中包含有IPC对象的键值,该键用于查找System V中IPC对象的引用标识符。如果不使用“键”,进程将无法存取IPC对象,因为IPC对象并不存在于进程本身使用的内存中。 通常,都希望自己的程序能和其他的程序预先约定一个唯一的键值,但实际上并不是总可能的成行的,因为自己的程序无法为一块共享内存选择一个键值。因此,在此把key设为IPC_PRIVATE,这样,操作系统将忽略键,建立一个新的共享内存,指定一个键值,然后返回这块共享内存IPC标识符ID。而将这个新的共享内存的标识符ID告诉其他进程可以在建立共享内存后通过派生子进程,或写入文件或管道来实现。 int size(单位字节Byte) ----------------------------------------------- size是要建立共享内存的长度。所有的内存分配操作都是以页为单位的。所以如果一段进程只申请一块只有一个字节的内存,内存也会分配整整一页(在i386机器中一页的缺省大小PACE_SIZE=4096字节)这样,新创建的共享内存的大小实际上是从size这个参数调整而来的页面大小。即如果size为1至4096,则实际申请到的共享内存大小为4K(一页);4097到8192,则实际申请到的共享内存大小为8K(两页),依此类推。 int shmflg ----------------------------------------------- shmflg主要和一些标志有关。其中有效的包括IPC_CREAT和IPC_EXCL,它们的功能与open()的O_CREAT和O_EXCL相当。 IPC_CREAT 如果共享内存不存在,则创建一个共享内存,否则打开操作。 IPC_EXCL 只有在共享内存不存在的时候,新的共享内存才建立,否则就产生错误。 如果单独使用IPC_CREAT,shmget()函数要么返回一个已经存在的共享内存的操作符,要么返回一个新建的共享内存的标识符。如果将IPC_CREAT和IPC_EXCL标志一起使用,shmget()将返回一个新建的共享内存的标识符;如果该共享内存已存在,或者返回-1。IPC_EXEL标志本身并没有太大的意义,但是和IPC_CREAT标志一起使用可以用来保证所得的对象是新建的,而不是打开已有的对象。对于用户的读取和写入许可指定SHM_R和SHM_W,(SHM_R>3)和(SHM_W>3)是一组读取和写入许可,而(SHM_R>6)和(SHM_W>6)是全局读取和写入许可。 返回值 ----------------------------------------------- 成功返回共享内存的标识符;不成功返回-1,errno储存错误原因。 EINVAL 参数size小于SHMMIN或大于SHMMAX。 EEXIST 预建立key所致的共享内存,但已经存在。 EIDRM 参数key所致的共享内存已经删除。 ENOSPC 超过了系统允许建立的共享内存的最大值(SHMALL )。 ENOENT 参数key所指的共享内存不存在,参数shmflg也未设IPC_CREAT位。 EACCES 没有权限。 ENOMEM 核心内存不足。 struct shmid_ds ----------------------------------------------- shmid_ds数据结构表示每个新建的共享内存。当shmget()创建了一块新的共享内存后,返回一个可以用于引用该共享内存的shmid_ds数据结构的标识符。 include/linux/shm.h struct shmid_ds { struct ipc_perm shm_perm; /* operation perms */ int shm_segsz; /* size of segment (bytes) */ __kernel_time_t shm_atime; /* last attach time */ __kernel_time_t shm_dtime; /* last detach time */ __kernel_time_t shm_ctime; /* last change time */ __kernel_ipc_pid_t shm_cpid; /* pid of creator */ __kernel_ipc_pid_t shm_lpid; /* pid of last operator */ unsigned short shm_nattch; /* no. of current attaches */ unsigned short shm_unused; /* compatibility */ void *shm_unused2; /* ditto - used by DIPC */ void *shm_unused3; /* unused */ }; struct ipc_perm ----------------------------------------------- 对于每个IPC对象,系统共用一个struct ipc_perm的数据结构来存放权限信息,以确定一个ipc操作是否可以访问该IPC对象。 struct ipc_perm { __kernel_key_t key; __kernel_uid_t uid; __kernel_gid_t gid; __kernel_uid_t cuid; __kernel_gid_t cgid; __kernel_mode_t mode; unsigned short seq; }; //---------------------------------------- shmat void *shmat(int shmid, const void *addr, int flag); shmid:共享存储的id addr:一般为0,表示连接到由内核选择的第一个可用地址上,否则,如果flag没有指定SHM_RND,则连接到addr所指定的地址上,如果flag为SHM_RND,则地址取整 flag:如前所述,一般为0 返回值:如果成功,返回共享存储段地址,出错返回-1 shmdt int shmdt(void *addr); addr:共享存储段的地址,以前调用shmat时的返回值 shmdt将使相关shmid_ds结构中的shm_nattch计数器值减1 shmctl int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf) shmid:共享存储段的id cmd:一些命令,有:IPC_STAT,IPC_RMID,SHM_LOCK,SHM_UNLOCK 请注意,共享内存不会随着程序结束而自动消除,要么调用shmctl删除,要么自己用手敲命令去删除,否则永远留在系统中。 |
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