linux内核编程-IPC进程间通信

进程间通信方式

  • 方式
    管道(使用简单),信号量,信号(开销比较小),共享映射区(共享内存),消息队列,套接字(sokect,低速稳定)
  • 进程间通信的本质


    进程间通信.png

管道

管道的通信机制.png

1、无名管道,半双工的通信方式(只能一个方向流动)
2、管道可以理解为一种特殊的文件形式,我们可以用文件的读写方法,不是一个简单的文件,只会占用内存。
3、管道只能是血缘关系的进程间通信
4、数据不能自己写自己读
5、数据一旦读走不能再读


管道.png
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc,const char *argv[]){
    int fd[2];
    int ret=pipe(fd);
    if(ret!=0){
        printf("create pipe error!\n");
    }
    pid_t pid;
    pid= fork();
    char buff[20];
    if(pid<0){
        printf("fork error!\n");
    }else if(pid==0){
        //子进程
        close(fd[1]);
        sleep(1);
        read(fd[0],buff,11);
        //没有其他读写操作可以关闭fd[0]
        printf("pipe read:%s",buff);
    }else{
        close(fd[0]);//关闭读
        write(fd[1],"hello pipe\n",11); 
    }
    return 0;
}
  • 非法操作
    1、读管道:管道中有数据,read返回实际读到的数据
    2、管道中无数据:
    管道写端被关闭,read返回0
    如果没有被关闭,会阻塞等待
    3、写管道:
    读端被关闭,异常终止(信号导致)
    读端未关闭,阻塞等待写入数据
    管道未满,直接将数据写入

信号

进程间通信的机制,内核自带的,信号不能携带大量的数据,一般就是一个数字,只有在特定情况下才会触发

 Process.killProcess(Process.myPid());
  • 怎样才会产生信号:
    1、按键command+c,command+z
    2、系统调用kill,raise,abort
    3、软件条件产生,如:闹钟(alarm)
    4、硬件异常产生,非法访问内存,除0,内存对齐等等
    5、命令产生

  • 信号的处理方式:
    1、忽略此信号
    2、执行系统默认操作
    3、捕捉用户希望动作

  • 信号处理的原理
    信号屏蔽字:用于屏蔽x信号,内部实现就是一个集合,当x信号屏蔽后,再收到改信号后,信号处理将推送
    未决信号集:信号抵达x信号后反转为1,当信号被处理后重新设置为0


    image.png

    Signal:名称
    Value :编号
    Action :事件
    Comment:默认执行动作
    Term :终止进程
    lgn :忽略
    Core :终止进程,生成Core文件(可以帮助开发者检测)
    stop:停止进程
    Cont:继续运行
    kill(发送信号):第一个参数pid,>0往pid进程发个信号,<0往绝对值pid发送一个信号,0杀死进程组,-1(不要传)会导致需要重装系统

共享映射区

binder驱动,腾讯mmlv,xlog(日志库)

 void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t of    fset); 
  • add:地址,一般可以不传,传入传出参数
  • len:内存的大小
  • prot:
    PROT_EXEC内容可以被执行;PROT_READ:内容可以被读取;PROT_WRITE:内容可以被写入;PROT_NONE:内容不可访问
  • flags:MAP_SHARED:共享;MAP_PRIVATE:私用;MAP_ANONYMOUS:匿名映射(不基于文件),fd传入-1
  • fd:句柄
  • fset:偏移大小,必须是4k的整数倍,一个物理页映射是4k
#include
#include
#include
#include
#include
#include
 #include 
void sys_err(const char* msg){
 perror(msg);
 exit(0);
}
int main(){

/* void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset); */
       //create open file
       int fd;
      fd=open("test_map",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
      if(fd==-1){
       sys_err("open file error");
      }
      char* p;
      ftruncate(fd,20); 
      p=(char*)mmap(NULL,20,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
  if(p==MAP_FAILED){
       sys_err("mmp error");
}
     strcpy(p,"hello mmap\n");
     printf("----->%s",p);
     return 0;
}
mmap的实现原理.png

mmap注意事项
1、指定映射区的大小,必须小于文件大小
2、映射区大小必须大于0,否则会异常
3、创建映射区需要read权限,mmap的读写权限应该小于等于文件的权限
4、文件可以先关闭
5、偏移量必须是4k的整数倍
6、MAP_PRIVATE只会对内存进行修改,不会反应到磁盘上
mmap万能调用方法
open(O_PDRW):
mmap(NULL,有效大小,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
7、munmap释放

  int munmap(void *addr, size_t len);

binder驱动

binder驱动.png

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