共享記憶體

liiinuuux發表於2016-04-06
記憶體
使用共享記憶體的步驟
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
1 建立
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

2 attach
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

3 使用
和使用malloc的記憶體一樣。

4 detach
int shmdt(const void *shmaddr);

5 刪除
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);


建立共享記憶體段和建立訊號量非常相似，都是值得一個key，然後返回一個id。
int key = 9999;
int id = shmget((key_t)key, size, 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)
如果返回的id是-1，說明建立失敗。此時需要判斷errno，如果errno等於EEXIST，說明共享記憶體段已經存在。
if(errno == EEXIST)
{
    if((id = shmget((key_t)key, size, 0)) < 0)
    {
        return -1;
    }
    else
    {
        printf("get exists shared memory: %d\n", id);
    }
}

其它可能的錯誤：
     EACCES 許可權問題
     EEXIST 相同key的共享記憶體段已經存在
     EINVAL 多種原因，比如指定的size不符合SHMMIN和SHMMAX
     ENFILE 超出檔案描述符限制
     ENOENT 沒有找到指定key對應的共享記憶體段，同時又沒有指定IPC_CREAT
     ENOMEM 記憶體不足
     ENOSPC 共享記憶體的ID用完了(SHMMNI)， 或者超過共享記憶體的系統限制(SHMALL)
     EPERM  指定了SHM_HUGETLB，但是沒有許可權(did not have the CAP_IPC_LOCK capability)


得到共享記憶體端的id之後，就可以attach。attach就是把共享記憶體的地址對映到自己的地址空間裡。
void* p = shmat(id, NULL, 0666);
第一個引數是shmget得到的id
第二個引數是希望對映到的地址，如果不指定，就會自動對映一個地址。
第三個引數和其它函式一樣。
返回的指標是實際對映到的地址。

attach得到的地址傳給shmdt就可以完成detach
int shmdt(const void *shmaddr);

刪除共享記憶體段
shmctl(id,IPC_RMID, NULL);


完整例子
#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>

int initshm(int key, int size, void** p)
{
    int id = 0;
    if((id = shmget((key_t)key, size, 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) < 0)
    {
        if(errno == EEXIST)
        {
            if((id = shmget((key_t)key, size, 0)) < 0)
            {
                return -1;
            }
            else
            {
                printf("get exists shared memory: %d\n", id);
            }
        }
    }
    else
    {
        printf("create shared memory: %d\n", id);
    }

    if((*p = shmat(id, NULL, 0666)) == NULL)
    {
        return -1;
    }
    return id;
}

int delshm(int id)
{
    return shmctl(id,IPC_RMID, NULL);
}


int main()
{
    int key = ftok("a.c", 1);
    int id = 0;
    char* p = NULL;
    if((id = initshm(key, BUFSIZ, (void**)&p)) < 0)
    {
        printf("shmget(): %s\b", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    char cmd[BUFSIZ];
    char str[BUFSIZ];
    while(1)
    {
        puts("p for print.");
        puts("w for write.");
        puts("q for exit.");
        scanf("%s", cmd);
        if(strcmp(cmd, "p") == 0)
        {
            printf("share memory: %s\n", p);
        }
        else if(strcmp(cmd, "w") == 0)
        {
            scanf("%s", str);
            strcpy(p, str);
        }
        else if(strcmp(cmd, "q") == 0)
        {
            exit(0);
        }
        else
        {
            continue;
        }   
    }

    if(delshm(id) == 0)
    {
        printf("shared memory %d deleted.\n", id);
    }
    else
    {
        printf("shmget(): %s\b", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    exit(0);
}

使用方法
shell 1
提示建立了共享記憶體
[root@server2 shm]# ./a
create shared memory: 393221
p for print.
w for write.
q for exit.

shell 2
提示得到已存在的共享記憶體
[root@server2 shm]# ./a
get exists shared memory: 393221
p for print.
w for write.
q for exit.

shell 1
按w回車，然後輸出字串後按回車
w
abcdef

shell 2
按p回車，輸出shell 1儲存到共享記憶體裡的內容
p 
share memory: abcdef

然後shell 1 和 shell 2 可以交替修改和列印共享記憶體段。
此時可以看到這個共享記憶體段有兩個attach
[root@server2 ~]# ipcs -m

------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status     
0x00000000 0          gdm        600        393216     2          dest         
0x00000000 32769      gdm        600        393216     2          dest         
0x00000000 65538      gdm        600        393216     2          dest         
0x00000000 98307      gdm        600        393216     2          dest                     
0x01026a7d 393221     root       666        8192       2

兩個程式都推出後，attach被系統自動清理
[root@server2 ~]# ipcs -m

------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status     
0x00000000 0          gdm        600        393216     2          dest         
0x00000000 32769      gdm        600        393216     2          dest         
0x00000000 65538      gdm        600        393216     2          dest         
0x00000000 98307      gdm        600        393216     2          dest                          
0x01026a7d 393221     root       666        8192       0 





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