第四十六节 Linux系统编程-进程通信-共享内存（六）

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第一:

共享内存 shmdata

共享内存是进程间通信中最简单的方式之一。共享内存在各种进程间通信方式中具有最高的效率。因为系统内核没有对访问共享内存进行同步，您必须提供自己的同步措施。解决这些问题的常用方法是通过使用信号量进行同步。

 

 使用 man 学习 shmget 等函数

1)如下图所示，使用命令“man 2 shmget”

2)如下图所示，注意一下相关的函数

3)接着介绍一下 semget 函数的用法。

函数 int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
参数 key：建立新的共享内存对象
参数 size：新建立的内存大小
参数 shmflg：标识符
返回值：成功 shmget 返回一个共享内存标识符或创建一个共享内存对象，错误返回-1。

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)
参数 shmid：共享内存标识符
参数 shmaddr：指定共享内存出现在进程内存地址的什么位置，直接指定为 NULL 让内核自己决定一个合适的地址位置
参数 shmflg ：SHM_RDONLY，为只读模式，其他为读写模式
返回值：成功返回共享的内存地址，否则返回-1。

int shmdt(const void *shmaddr)
参数 shmaddr：连接的共享内存的起始地址。
返回值：成功返回 0，错误返回-1。

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf)
参数 shmid：共享内存标识符
参数 cmd IPC_RMID：删除这片共享内存

参数 buf：共享内存管理结构体
返回值：成功返回 0，错误返回-1。

 

第二:

shmdata 例程

1)先编写简单的 shmdata.h，内存读和写都需要用到的机构

#ifndef _SHMDATA_H_HEADER  
#define _SHMDATA_H_HEADER  
  
#define TEXT_SZ 2048  
  
struct shared_use_st  
{  
    //作为一个标志，非0：表示可读，0表示可写
	int written;
	//记录写入和读取的文本	
    char text[TEXT_SZ];  
};  
  
#endif

2)编写简单的 shmwrite.c 文件测试写函数

#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include "shmdata.h"  
  
int main(void)  
{  
    int running = 1;  
    void *shm = NULL;  
    struct shared_use_st *shared = NULL;  
    char buffer[BUFSIZ + 1];//用于保存输入的文本  
    int shmid;  
    //创建共享内存  
    shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666|IPC_CREAT);  
    if(shmid == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmget failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    //将共享内存连接到当前进程的地址空间  
    shm = shmat(shmid, (void*)0, 0);  
    if(shm == (void*)-1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmat failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    printf("Memory attached at %p\n", shm);  
    //设置共享内存  
    shared = (struct shared_use_st*)shm;  
    while(running)//向共享内存中写数据  
    {  
        //数据还没有被读取，则等待数据被读取,不能向共享内存中写入文本  
        while(shared->written == 1)  
        {  
            sleep(1);  
            printf("Waiting...\n");  
        }  
        //向共享内存中写入数据  
        printf("Enter some text: ");  
        fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);  
        strncpy(shared->text, buffer, TEXT_SZ);  
        //写完数据，设置written使共享内存段可读  
        shared->written = 1;  
        //输入了end，退出循环（程序）  
        if(strncmp(buffer, "end", 3) == 0)  
            running = 0;  
    }  
    //把共享内存从当前进程中分离  
    if(shmdt(shm) == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmdt failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    sleep(2);  
    exit(EXIT_SUCCESS);  
}

3)编写简单的 shmread.c 文件测试写函数

#include   
#include   
#include   
#include   
#include "shmdata.h"  
  
int main(void)  
{  
    int running = 1;//程序是否继续运行的标志  
    void *shm = NULL;//分配的共享内存的原始首地址  
    struct shared_use_st *shared;//指向shm  
    int shmid;//共享内存标识符  
    //创建共享内存  
    shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666|IPC_CREAT);  
    if(shmid == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmget failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    //将共享内存连接到当前进程的地址空间  
    shm = shmat(shmid, 0, 0);  
    if(shm == (void*)-1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmat failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    printf("\nMemory attached at %p\n", shm);  
    //设置共享内存  
    shared = (struct shared_use_st*)shm;  
    shared->written = 0;  
    while(running)//读取共享内存中的数据  
    {  
        //没有进程向共享内存定数据有数据可读取  
        if(shared->written != 0)  
        {  
            printf("You wrote: %s", shared->text);  
            sleep(rand() % 3);  
            //读取完数据，设置written使共享内存段可写  
            shared->written = 0;  
            //输入了end，退出循环（程序）  
            if(strncmp(shared->text, "end", 3) == 0)  
                running = 0;  
        }  
        else//有其他进程在写数据，不能读取数据  
            sleep(1);  
    }  
    //把共享内存从当前进程中分离  
    if(shmdt(shm) == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmdt failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    //删除共享内存  
    if(shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    exit(EXIT_SUCCESS);  
}

 

第三:

 编译运行测试

1)在 Ubuntu 系统下，如下图所示，进入前面实验创建的目录
“/home/linuxsystemcode/pc”，将源码 shmwrite.c 和 shmread.c 以及 shmdata.h 拷贝进去，如下图所示。

2)使用命令
“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o shmwrite shmwrite.c -static”编译shmwrite文件，
“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o shmread shmread.c -static”编译 shmread 文件，
如下图所示，使用命令“ls”可以看到生成了 shmread 和 shmwrite 可执行文件。

3)将编译成的可执行文件 shmwrite 和 shmread拷贝到挂载点

4)开发板 使用命令“ ./shmread &”运行程序 shmread 如下

5)接着使用命令“./mnt/udisk/shmwrite”运行 shmwrite，注意不要加“&”。

如上图所示，除了输入字符串“end”，输入其它字符串会一直提示输入字符串，这些字符串被 shmread 读取，并且在超级终端中打印