key_t IPC键和ftok函数详解和剖析

统建立IPC通讯（如消息队列、共享内存时）必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到。
ftok原型如下：
key_t ftok( char * fname, int id )
fname就时你指定的文件名(该文件必须是存在而且可以访问的)，id是子序号，虽然为int，但是只有8个比特被使用(0-255)。

当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则 -1 被返回。

在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。如指定文件的索引节点号为65538，换算成16进制为 0x010002，而你指定的ID值为38，换算成16进制为0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。
查询文件索引节点号的方法是： ls -i

 

例如：

  #include        "unpipc.h"

  int main(int argc, char **argv)
  {
        struct stat     stat;

        if (argc != 2)
                err_quit("usage: ftok ");

        Stat(argv[1], &stat);
        printf("st_dev: %lx, st_ino: %lx, key: %x/n",
              (u_long) stat.st_dev,(u_long) stat.st_ino,
              Ftok(argv[1], 0x57));

        exit(0);
  }

程序运行结果:

      [cbs@linux svipc]$ ./ftok  /tmp/mysql.sock
     st_dev: 802, st_ino: 34219, key: 57024219

ftok的典型实现调用stat函数，然后组合以下三个值：
1．pathname所在的文件系统的信息(stat结构的st_dev成员)
2．该文件在本文件系统内的索引节点号(stat结构的st_ino成员)
3. proj_id的低序8位(不能为0)

从程序运行的结果可以看出，ftok调用返回的整数IPC键由proj_id的低序8位（57），st_dev成员的低序8位（02），st_info的低序16位组合而成（4219）。

 

注：两进程如在pathname和proj_id上达成一致（或约定好），双方就都能够通过调用ftok函数得到同一个IPC键。

那么ftok是怎么实现的呢？《UNIX网络编程》上讲到，ftok的实现是组合了三个值：

• pathname所在文件系统的信息（stat结构的st_dev成员）
• pathname在本文件系统内的索引节点号（stat结构的st_ino成员）
• id的低序8位（不能为0）

具体如何组合的，根据系统实现而不同。

使用ftok()需要注意的问题：

• pathname指定的目录（文件）必须真实存在且调用进程可访问，否则ftok返回-1;
• pathname指定的目录（文件）不能在程序运行期间删除或创建。因为文件每次创建时由系统赋予的索引节点可能不一样。这样一来，通过同一个pathname与proj_id就不能保证生成同一个IPC键。

附：文件属性结构

struct stat
{
    dev_t         st_dev;      /* device */
    ino_t         st_ino;      /* inode */
    mode_t        st_mode;     /* protection */
    nlink_t       st_nlink;    /* number of hard links */
    uid_t         st_uid;      /* user ID of owner */
    gid_t         st_gid;      /* group ID of owner */
    dev_t         st_rdev;     /* device type (if inode device) */
    off_t         st_size;     /* total size, in bytes */
    blksize_t     st_blksize;  /* blocksize for filesystem I/O */
    blkcnt_t      st_blocks;   /* number of blocks allocated */
    time_t        st_atime;    /* time of last access */
    time_t        st_mtime;    /* time of last modification */
    time_t        st_ctime;    /* time of last status change */
};

获取文件属性的函数有如下几个：

int stat(const char *file_name, struct stat *buf);
int fstat(int filedes, struct stat *buf);
int lstat(const char *file_name, struct stat *buf);

下面通过例子来看一下如何获取：

#include
#include
#include
#include
#include

int main()
{
    const char fname[] = "main.c";
    struct stat stat_info;

    if(0 != stat(fname, &stat_info))
    {
        perror("取得文件信息失败！");
        exit(1);
    }

    printf("文件所在设备编号：%ld\r\n", stat_info.st_dev);
    printf("文件所在文件系统索引：%ld\r\n", stat_info.st_ino);
    printf("文件的类型和存取的权限：%d\r\n", stat_info.st_mode);
    printf("连到该文件的硬连接数目：%d\r\n", stat_info.st_nlink);
    printf("文件所有者的用户识别码：%d\r\n", stat_info.st_uid);
    printf("文件所有者的组识别码：%d\r\n", stat_info.st_gid);
    printf("装置设备文件：%ld\r\n", stat_info.st_rdev);
    printf("文件大小：%ld\r\n", stat_info.st_size);
    printf("文件系统的I/O缓冲区大小：%ld\r\n", stat_info.st_blksize);
    printf("占用文件区块的个数(每一区块大小为512个字节)：%ld\r\n", stat_info.st_blocks);
    printf("文件最近一次被存取或被执行的时间：%ld\r\n", stat_info.st_atime);
    printf("文件最后一次被修改的时间：%ld\r\n", stat_info.st_mtime);
    printf("最近一次被更改的时间：%ld\r\n", stat_info.st_ctime);
    return 0;
}

编译并执行输出：

$ gcc -o getstat main.c

$ ./getstat

文件所在设备编号：2051

文件所在文件系统索引：61079722

文件的类型和存取的权限：33188

连到该文件的硬连接数目：1

文件所有者的用户识别码：502

文件所有者的组识别码：503

装置设备文件：0

文件大小：1210

文件系统的I/O缓冲区大小：4096

占用文件区块的个数(每一区块大小为512个字节)：8

文件最近一次被存取或被执行的时间：1320997735

文件最后一次被修改的时间：1320994242

最近一次被更改的时间：1320994242