System V 共享内存区

System V共享内存区在概念上类似于Posix共享内存区。代之以调用shm_open后调用mmap的是：先调用shmget，再调用shmat。对于每个共享内存区，内核维护如下的信息结构：

#include <sys/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 */
};

创建函数

#include <sys/shm.h>

// 若成功则返回共享内存区对象标识符，失败返回-1
int shmget(key_t key, size_t size, int oflag);

shmget创建一个新的共享内存区或访问一个已存在的共享内存区。

oflag指定了IPC对象的打开状态标志和访问权限。 System V共享内存区的打开状态标志可为：IPC_CREAT、IPC_EXCL。访问权限一般指定为0644(rw-r–r–)。

控制函数

#include <sys/shm.h>

// 成功返回0，失败返回-1
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

shmctl提供了对一个共享内存区的多种操作方式：

IPC_RMID 从系统中删除由shmid标识指代的共享内存区
IPC_SET 给所指定的共享内存区设置其shmid_ds结构的以下三个成员：shm_perm.uid、shm_perm.gid、shm_perm.mode。
IPC_STAT 返回共享内存区的当前shmid_ds结构

内存附接、断接

#include <sys/shm.h>

void* shmat(int shmid, const void *addr, int flag); // 成功则返回映射区的起始地址，失败返回-1
int shmdt(const void *addr); // 成功返回0，失败返回-1

shmat返回的映射区地址由以下规则确定：

如果参数addr是一个空指针，那么由系统替调用者选择地址。这也是可移植性最好的方法；
如果参数addr是一个非空指针，那么返回地址取决于调用者是否给flag参数指定了SHM_RND值：
- 如果没有指定SHM_RND，那么相应的共享区附接到由addr参数指定的地址；
- 如果指定了SHM_RND，那么相应的共享内存区附接到由addr参数指定的地址向下舍入一个SHMLBA常值。 LBA代表“低端边界地址(lower boundary address)”。

默认情况下，只要调用进程具有某个共享内存区的读写权限，它附接到该内存区后就能够同时读写该内存区。 flag参数中也可以指定SHM_RDONLY常值来限定只读访问。

示例程序

shmdef.h

#ifndef __SHMDEF_H__
#define __SHMDEF_H__

#include <unistd.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SHM_PATH "shmget"
#define MY_SHM_ID 1

#define SHM_SIZE 1024

#endif

shmget.cpp

#include "shmdef.h"
#include "common/common.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int size = SHM_SIZE;
    if (argc > 1)
        size = atoi(argv[1]);

    key_t key = ftok(SHM_PATH, MY_SHM_ID);
    if (key < 0)
        errQuit("ftok err.");

    if (shmget(key, size, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0644) < 0)
        errQuit("create shm failed.");

    printf("create shm success.\n");
    exit(0);
}

shmrm.cpp

#include "shmdef.h"
#include "common/common.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    key_t key = ftok(SHM_PATH, MY_SHM_ID);
    if (key < 0)
        errQuit("ftok err");

    int shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid < 0)
        errQuit("get shm failed.");

    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) < 0)
        errQuit("rm shm failed.");

    printf("rm shm ok!\n");
    exit(0);
}

shmwrite.cpp

#include "shmdef.h"
#include "common/common.h"

#define BUFF_SIZE 512

int main(int argc, char *argv[])
{
    key_t key = ftok(SHM_PATH, MY_SHM_ID);
    if (key < 0)
        errQuit("ftok err.");

    int shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid < 0)
        errQuit("open shm failed.");

    char *ptr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (ptr < 0)
        errQuit("attach shm err.");

    struct shmid_ds shmds;
    if (shmctl(shmid, IPC_STAT, &shmds) < 0)
        errQuit("get shm stat err.");

    int shmSize = shmds.shm_segsz;
    int cur = 0;
    char buff[BUFF_SIZE];
    int n = 0;
    while ((n = read(STDIN_FILENO, buff, BUFF_SIZE)) > 0)
    {
        int cpLen = min(n, shmSize-cur);
        if (cpLen > 0)
        {
            memcpy(ptr+cur, buff, cpLen);
            cur += cpLen;

            if (cur >= shmSize)
                break;
        }
        else
        {
            break;
        }
    }
    exit(0);
}

shmread.cpp

#include "shmdef.h"
#include "common/common.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    key_t key = ftok(SHM_PATH, MY_SHM_ID);
    if (key < 0)
        errQuit("ftok err.");

    int shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid < 0)
        errQuit("open shm err.");

    void *ptr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (ptr < 0)
        errQuit("attach shm err.");

    struct shmid_ds shmds;
    shmctl(shmid, IPC_STAT, &shmds);
    write(STDOUT_FILENO, ptr, shmds.shm_segsz);

    exit(0);
}

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