作業系統之共享儲存區詳解 Linux shm

在學習作業系統的時候，老師講到程序間通訊，今天在這裡介紹一下程序通訊中的共享儲存區通訊

共享記憶體分為兩種，以下是維基百科上的說法：

硬體術語

共享記憶體指在多處理器的計算機系統中，可以被不同**處理器訪問的大容量記憶體。由於多個cpu需要快速訪問儲存器，這樣就要對儲存器進行快取。由於其他處理器可能也要訪問，任一快取資料更新後，共享記憶體就需要立即更新，否則不同處理器可能用到不同的資料（參見快取一致和記憶體一致）。

共享記憶體的類似方案有分布記憶體、分布共享記憶體，用以解決同類問題。

軟體術語

在軟體中，術語共享記憶體指可被多個程序訪問的記憶體，乙個程序是一段程式的單個執行例項。在這種情況下，共享記憶體被用作程序間的通訊。

我今天在這裡介紹shm共享記憶體。使用共享記憶體進行程序通訊時需要用到四個函式：shmget(),shmat(),shmdt(),shmctl()。這四個函式的使用需要宣告sys/shm.h標頭檔案

#include

①shmget()

get函式原型：

int
shmget
(key_t key,size_t size,
int shm***)
;

shmget()用來獲得共享記憶體區域的id（如果不存在該共享記憶體區域則建立乙個新的共享記憶體區域）

引數解釋

key_t key 共享記憶體識別符號，兩個不相關的程序之間我們可以自定義乙個key來使用，若為父子程序的話，該識別符號可為ipc_private（需要在父子程序都可見的地方呼叫（即在建立子程序之前），否則不能實現記憶體的共享）。

size_t size 共享記憶體size。

int shmflag 許可權標誌，記憶體模式(mode)

引用自

shm***主要和一些標誌有關。其中有效的包括ipc_creat和ipc_excl，它們的功能與open()的o_creat和o_excl相當。

ipc_creat 如果共享記憶體不存在，則建立乙個共享記憶體，否則開啟操作。

ipc_excl 只有在共享記憶體不存在的時候，新的共享記憶體才建立，否則就產生錯誤。

如果單獨使用ipc_creat，shmget()函式要麼返回乙個已經存在的共享記憶體的操作符，要麼返回乙個新建的共享記憶體的識別符號。

如果將ipc_creat和ipc_excl標誌一起使用，shmget()將返回乙個新建的共享記憶體的識別符號；如果該共享記憶體已存在，或者返回-1。

ipc_exel標誌本身並沒有太大的意義，但是和ipc_creat標誌一起使用可以用來保證所得的物件是新建的，而不是開啟已有的物件。

這個可以用，但最好不要用:

對於使用者的讀取和寫入許可指定shm_r和shm_w；

(shm_r>3)和(shm_w>3)是一組讀取和寫入許可，而(shm_r>6)和(shm_w>6)是全域性讀取和寫入許可。

推薦使用這個:

可以使用0666|ipc_creat，來作為shm***的值。

成功返回共享記憶體的識別符號；不成功返回-1，errno儲存錯誤原因。

einval 引數size小於shmmin或大於shmmax。

eexist 預建立key所致的共享記憶體，但已經存在。

eidrm 引數key所致的共享記憶體已經刪除。

enospc 超過了系統允許建立的共享記憶體的最大值(shmall )。

enoent 引數key所指的共享記憶體不存在，引數shm***也未設ipc_creat位。

eacces 沒有許可權。

enomem 核心記憶體不足。

②shmat()

attach

函式原型：

void
*shmat
(int shm_id,
const
void
*shm_addr int shm***)
;

shmat()用來啟動對這個共享記憶體區域的訪問，連線到使用者的虛位址空間。

引數解釋

int shm_id 共享程序區域的id

void *shm_addr

int shm*** 記憶體的操作模式。如果是shm_rdonly的話，就是唯讀模式。其它的是讀寫模式。成功時，這個函式返回共享記憶體的起始位址。失敗時返回-1。

③shmdt()

detach

函式原型：

int
shmdt
(const
void
*shm_addr)
;

shmdt()用來刪除本程序對這塊記憶體的使用，shmdt()與shmat()相反，是用來禁止本程序訪問一塊共享記憶體的函式。

引數解釋

void *shm_addr 共享記憶體區域的起始位址

成功返回0

失敗返回-1

④shmctl()

control

函式原型：

int
shmctl
(int shm_id,
int command,
struct shmid_ds *buf)
;

shmctl() 控制對此共享記憶體的使用

引數解釋

int shm_id 共享記憶體區域的id

int command(cmd) 控制命令

ipc_stat//獲得共享記憶體的狀態 ipc_set//改變共享記憶體的狀態

ipc_rmid//刪除共享記憶體

struct shmid_ds *buf 為乙個結構體指標，指向共享記憶體mode和訪問許可權的結構。

struct shmid_ds 
;

上**：

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
#define shmkey 75
int shmid,p1,p2;
int*addr;
void
client()
}void
server()
while
(*addr)
;shmctl
(shmid,ipc_rmid,0)
;}intmain()
else
}wait(0
);wait(0
);return0;
}

上列**中，在呼叫shmat()時，需要用到強制型別轉換，因為shmat的函式原型是void*型別，而我們需要得到int型的返回值，需要加上((int *)shmat(shmid,0,0));

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