共享内存---shmget shmat shmdt

文章出处：http://blog.csdn.net/heanyu/article/details/6239459

（1）

要使用共享内存，应该有如下步骤：

1.开辟一块共享内存 shmget()

2.允许本进程使用共某块共享内存 shmat()

3.写入/读出

4.禁止本进程使用这块共享内存 shmdt()

5.删除这块共享内存 shmctl()或者命令行下ipcrm

ftok()。它有两个参数，一个是字符串，一个是字符。字符串一般用当前进程的程序名，字符一般用来标记这个标识符所标识的共享内存是这个进程所开辟的第几个共享内存。ftok()会返回一个key_t型的值，也就是计算出来的标识符的值。

shmkey = ftok( "mcut" , 'a' ); // 计算标识符

操作共享内存,我们用到了下面的函数

#include

#include

#include

int shmget( key_t shmkey , int shmsiz , int flag );

void *shmat( int shmid , char *shmaddr , int shmflag );

int shmdt( char *shmaddr );



shmget()是用来开辟/指向一块共享内存的函数。参数定义如下：

key_t shmkey 是这块共享内存的标识符。如果是父子关系的进程间通信的话，这个标识符用IPC_PRIVATE来代替。但是刚才我们的两个进程没有任何关系，所以就用ftok()算出来一个标识符使用了。

int shmsiz 是这块内存的大小．

int flag 是这块内存的模式(mode)以及权限标识。

模式可取如下值： 新建：IPC_CREAT

使用已开辟的内存：IPC_ALLOC

如果标识符以存在，则返回错误值：IPC_EXCL

然后将“模式” 和“权限标识”进行“或”运算，做为第三个参数。

如： IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666

这个函数成功时返回共享内存的ID，失败时返回-1。

// shmid开辟共享内存

shmid = shmget( shmkey , sizeof(in_data) , IPC_CREAT | 0666 ) ;

shmat()是用来允许本进程访问一块共享内存的函数。

int shmid是那块共享内存的ID。

char *shmaddr是共享内存的起始地址

int shmflag是本进程对该内存的操作模式。如果是SHM_RDONLY的话，就是只读模式；其它的是读写模式。

成功时，这个函数返回共享内存的起始地址。失败时返回-1。

char *head , *pos ,

head = pos = shmat( shmid , 0 , 0 );

// 允许本进程使用这块共享内存

shmdt()与shmat()相反，是用来禁止本进程访问一块共享内存的函数。

参数char *shmaddr是那块共享内存的起始地址。

成功时返回0。失败时返回-1。

shmdt( head ); // 禁止本进程使用这块内存

例程：



此外，还有一个用来控制共享内存的shmctl()函数如下：

#include

#include

#include

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

int shmid是共享内存的ID。

int cmd是控制命令，可取值如下：

IPC_STAT 得到共享内存的状态

IPC_SET 改变共享内存的状态

IPC_RMID 删除共享内存

struct shmid_ds *buf是一个结构体指针。IPC_STAT的时候，取得的状态放在这个结构体中。如果要改变共享内存的状态，用这个结构体指定。

返回值： 成功：0

失败：-1

shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);

刚才我们的mpaste.c程序中还可以加入这样几句。

struct shmid_ds buf;

... ...

shmctl( shmid , IPC_STAT , &buf ); // 取得共享内存的状态

... ...

shmctl( shmid , IPC_RMID , &buf ); // 删除共享内存

注意！！！！！！！！！：在使用共享内存，结束程序退出后。如果你没在程序中用shmctl()删除共享内存的话，一定要在命令行下用ipcrm命令删除这块共享内存。你要是不管的话，它就一直在那儿放着了。

简单解释一下ipcs命令和ipcrm命令。

取得ipc信息：

ipcs [-m|-q|-s]

-m 输出有关共享内存(shared memory)的信息

-q 输出有关信息队列(message queue)的信息

-s 输出有关“遮断器”(semaphore)的信息

%ipcs -m

删除ipc

ipcrm -m|-q|-s shm_id

%ipcrm -m 105

（2）

ftok——创建一个key

shmget ——为key创建一个共享内存

shmat——为共享内存分配一个地址

shmdt——将共享内存从进程空间中detach处来。类似于close

shmctl——将共享内存删掉。类似于remove。

例子：

1:  #include

2:  #include

3:  #include

4:  #include

5:  #include

6:  int main(int argc, char **argv)

7:  {

8:  key_t key;

9:  int shmqid;

10:  char *user_buf;

11:  char *copy = "hello ";

12:  key = ftok( ". ", 't ');

13:  shmqid = shmget(key, 20, IPC_CREAT)

14:  if ((user_buf = shmat(shmqid, 0, 0)) < 0) {

15:  perror(strerror(errno));

16:  exit(1);

17:  }

18:  /*************************问题在这里***************************/

19:  //user_buf = "hello ";//用这句取代下面的strcpy则下面的进程无法输出这个字符串

20:  strcpy(user_buf, copy); //用strcpy则没有问题，

（3）

信号量是一种对多个进程访问共享资源进行控制的机制，其实为了解决互斥共享资源的同步问题而引入的机制。

不能单独定义一个信号量，而只能定义一个信号量集，其中包括一组信号量，同意信号量集中的信号量使用同一引用ID，这样设置是为了多个资源或同步操作的需要。

与信号量有关的几个系统调用函数：

semget()
可以使用系统调用semget()创建一个新的信号量集，或者存取一个已经存在的信号量集：
系统调用：semget();

原型：intsemget(key_t key,int nsems,int semflg);

返回值：如果成功，则返回信号量集的IPC标识符。如果失败，则返回-1：errno=EACCESS(没有权限)

EEXIST(信号量集已经存在，无法创建)

EIDRM(信号量集已经删除)

ENOENT(信号量集不存在，同时没有使用IPC_CREAT)

ENOMEM(没有足够的内存创建新的信号量集)

ENOSPC(超出限制)
系统调用semget()的第一个参数是关键字值（一般是由系统调用ftok()返回的）。系统内核将此值和系统中存在的其他的信号量集的关键字值进行比较。打开和存取操作与参数semflg中的内容相关。IPC_CREAT如果信号量集在系统内核中不存在，则创建信号量集。IPC_EXCL当和 IPC_CREAT一同使用时，如果信号量集已经存在，则调用失败。如果单独使用IPC_CREAT，则semget()要么返回新创建的信号量集的标识符，要么返回系统中已经存在的同样的关键字值的信号量的标识符。如果IPC_EXCL和IPC_CREAT一同使用，则要么返回新创建的信号量集的标识符，要么返回-1。IPC_EXCL单独使用没有意义。参数nsems指出了一个新的信号量集中应该创建的信号量的个数。信号量集中最多的信号量的个数是在linux/sem.h中定义的：
#defineSEMMSL32

下面是一个打开和创建信号量集的程序：

1 int open_semaphore_set(key_t keyval, int numsems)
 2 {
 3  int sid;
 4  if(!numsems)
 5  return(-1);
 6  if((sid=semget(IPC_PRIVATE, /* private to process & children */
 7                      numsems, /* only need one */
 8                      /* user-only */
 9                      IPC_CREAT | IPC_EXCL | S_IRUSR | S_IWUSR))==-1)
10 {
11  return(-1);
12 }
13 return(sid);
14 }
15 };

==============================================================

semop()
系统调用：semop();

调用原型：int semop(int semid,struct sembuf*sops,unsign ednsops);

返回值：0，如果成功。-1，如果失败：errno=E2BIG(nsops大于最大的ops数目)

EACCESS(权限不够)

EAGAIN(使用了IPC_NOWAIT，但操作不能继续进行)

EFAULT(sops指向的地址无效)

EIDRM(信号量集已经删除)

EINTR(当睡眠时接收到其他信号)

EINVAL(信号量集不存在,或者semid无效)

ENOMEM(使用了SEM_UNDO,但无足够的内存创建所需的数据结构)

ERANGE(信号量值超出范围)
第一个参数是关键字值。第二个参数是指向将要操作的数组的指针。第三个参数是数组中的操作的个数。参数sops指向由sembuf组成的数组。此数组是在linux/sem.h中定义的：

structsembuf{

ushortsem_num;

shortsem_op;

shortsem_flg;

sem_num将要处理的信号量的个数。

sem_op要执行的操作。

sem_flg操作标志。
如果sem_op是负数，那么信号量将减去它的值。这和信号量控制的资源有关。如果没有使用IPC_NOWAIT，那么调用进程将进入睡眠状态，直到信号 量控制的资源可以使用为止。如果sem_op是正数，则信号量加上它的值。这也就是进程释放信号量控制的资源。最后，如果sem_op是0，那么调用进程 将调用sleep()，直到信号量的值为0。这在一个进程等待完全空闲的资源时使用。
===============================================================
semctl()
系统调用：semctl();

原型：int semctl(int semid,int semnum,int cmd,union semunarg);

返回值：如果成功，则为一个正数。

如果失败，则为-1：errno=EACCESS(权限不够)

EFAULT(arg指向的地址无效)

EIDRM(信号量集已经删除)

EINVAL(信号量集不存在，或者semid无效)

EPERM(EUID没有cmd的权利)

ERANGE(信号量值超出范围)
系统调用semctl用来执行在信号量集上的控制操作。这和在消息队列中的系统调用msgctl是十分相似的。但这两个系统调用的参数略有不同。因为信号 量一般是作为一个信号量集使用的，而不是一个单独的信号量。所以在信号量集的操作中，不但要知道IPC关键字值，也要知道信号量集中的具体的信号量。这两 个系统调用都使用了参数cmd，它用来指出要操作的具体命令。两个系统调用中的最后一个参数也不一样。在系统调用msgctl中，最后一个参数是指向内核
中使用的数据结构的指针。我们使用此数据结构来取得有关消息队列的一些信息，以及设置或者改变队列的存取权限和使用者。但在信号量中支持额外的可选的命 令，这样就要求有一个更为复杂的数据结构。

系统调用semctl()的第一个参数是关键字值。第二个参数是信号量数目。
参数cmd中可以使用的命令如下：

·IPC_STAT读取一个信号量集的数据结构semid_ds，并将其存储在semun中的buf参数中。

·IPC_SET设置信号量集的数据结构semid_ds中的元素ipc_perm，其值取自semun中的buf参数。

·IPC_RMID将信号量集从内存中删除。

·GETALL用于读取信号量集中的所有信号量的值。

·GETNCNT返回正在等待资源的进程数目。

·GETPID返回最后一个执行semop操作的进程的PID。

·GETVAL返回信号量集中的一个单个的信号量的值。

·GETZCNT返回这在等待完全空闲的资源的进程数目。

·SETALL设置信号量集中的所有的信号量的值。

·SETVAL设置信号量集中的一个单独的信号量的值。
参数arg代表一个semun的实例。semun是在linux/sem.h中定义的：

unionsemun{

intval;

structsemid_ds*buf;

ushort*array;

structseminfo*__buf;

void*__pad;
val当执行SETVAL命令时使用。buf在IPC_STAT/IPC_SET命令中使用。代表了内核中使用的信号量的数据结构。array在使用GETALL/SETALL命令时使用的指针。

下面的程序返回信号量的值。当使用GETVAL命令时，调用中的最后一个参数被忽略：
intget_sem_val(intsid,intsemnum)

{

return(semctl(sid,semnum,GETVAL,0));

}
下面是一个实际应用的例子：

1 #defineMAX_PRINTERS5
 2 printer_usage()
 3 {
 4 int x;
 5 for(x=0;x<MAX_PRINTERS;x++)
 6 printf("Printer%d:%d/n/r",x,get_sem_val(sid,x));
 7 }
 8     下面的程序可以用来初始化一个新的信号量值：
 9 void init_semaphore(int sid,int semnum,int initval)
10 {
11 union semunsemopts;
12 semopts.val=initval;
13 semctl(sid,semnum,SETVAL,semopts);
14 }