跟消息队列一样，共享内存也有自己的数据结构，如下：
struct shmid_ds {
struct ipc_perm shm_perm; /* Ownership and permissions */
size_t
shm_segsz; /* Size of segment (bytes) */
time_t
shm_atime; /* Last attach time */
time_t
shm_dtime; /* Last detach time */
time_t
shm_ctime; /* Last change time */
pid_t shm_cpid; /* PID of creator */
pid_t shm_lpid; /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */
shmatt_t
shm_nattch; /* No. of current attaches */
...
};
同样地，第一个成员是共有的IPC内核数据结构，其余是私有成员。
以下是几个共享内存函数：
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(const void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：用来创建共享内存
原型 int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
参数
key:这个共享内存段名字
size:共享内存大小
shmflg:由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
返回值：成功返回一个非负整数，即该共享内存段的标识码；失败返回-1
功能：将共享内存段连接到进程地址空间
原型
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
参数
shmid: 共享内存标识
shmaddr:指定连接的地址
shmflg:它的两个可能取值是SHM_RND和SHM_RDONLY
返回值：成功返回一个指针，指向共享内存第一个字节；失败返回-1
shmaddr为NULL，核心自动选择一个地址
shmaddr不为NULL且shmflg无SHM_RND标记，则以shmaddr为连接地址。
shmaddr不为NULL且shmflg设置了SHM_RND标记，则连接的地址会自动向下调整为SHMLBA的整数倍。
公式：shmaddr - (shmaddr % SHMLBA)
shmflg=SHM_RDONLY，表示连接操作用来只读共享内存
功能：将共享内存段与当前进程脱离
原型 int shmdt(const void *shmaddr);
参数
shmaddr: 由shmat所返回的指针
返回值：成功返回0；失败返回-1
注意：将共享内存段与当前进程脱离不等于删除共享内存段
功能：用于控制共享内存
原型 int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
参数
shmid:由shmget返回的共享内存标识码
cmd:将要采取的动作（有三个可取值）
buf:指向一个保存着共享内存的模式状态和访问权限的数据结构
返回值：成功返回0；失败返回-1
cmd 的取值如下，与消息队列类似：
IPC_STAT 把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值
IPC_SET 在进程有足够权限的前提下，把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds数据结构中给出的值
IPC_RMID 删除共享内存段
下面写两个函数测试一下：
shm_write.c
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1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 |
#include<string.h>
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> #include<errno.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #include<sys/mman.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h> #define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); } while(0) typedef struct stu { char name[32]; int age; } STU; int main(int argc, char *argv[]) { int shmid; shmid = shmget(1234, sizeof(STU), IPC_CREAT | 0666); if (shmid == -1) ERR_EXIT("shmget"); STU *p; p = shmat(shmid, NULL, 0); if (p == (void *) - 1) ERR_EXIT("shmat"); strcpy(p->name, "lisi"); p->age = 20; shmdt(p); return 0; } |
在上面程序中，先创建一块共享内存，再映射到进程的地址空间。
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/system_v$ ipcs -m
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/system_v$ ./shm_write
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/system_v$ ipcs -m
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x000004d2 0 simba 666 36 0
可以看到创建了一块共享内存，字节数为写入的STU大小，natth 表示进程连接个数，若在上面程序的shmdt 之前sleep(n); 此时在另一窗口观察，可发现连接数为1，进程退出时，连接数再次为0。
shm_read.c
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1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 |
#include<string.h>
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> #include<errno.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #include<sys/mman.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h> #define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); } while(0) typedef struct stu { char name[32]; int age; } STU; int main(int argc, char *argv[]) { int shmid; shmid = shmget(1234, 0, 0); if (shmid == -1) ERR_EXIT("shmget"); STU *p; p = shmat(shmid, NULL, 0); if (p == (void *) - 1) ERR_EXIT("shmat"); printf("name = %s age = %d ", p->name, p->age); shmdt(p); shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); return 0; } |
上面程序中，先打开共享内存，若未知共享内存大小，size 可设为0，然后也映射到自身的进程地址空间，读取数据，最后使用shmctl 删除这段共享内存。
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/system_v$ ./shm_read
name = lisi age = 20
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/system_v$ ipcs -m
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
共享内存段已经被删除。
注：ipcs [-m|-q|-s] ipcrm [ -M key | -m id | -Q key | -q id | -S key | -s id ]
参考：《UNP》