Linux --共享內存單向讀寫舉例(非同步->同步機制)

部分內核的宏：

#ifndef _ASM_GENERIC_ERRNO_BASE_H
#define _ASM_GENERIC_ERRNO_BASE_H

#define EPERM        1  /* Operation not permitted */
#define ENOENT       2  /* No such file or directory */
#define ESRCH        3  /* No such process */
#define EINTR        4  /* Interrupted system call */
#define EIO      5  /* I/O error */
#define ENXIO        6  /* No such device or address */
#define E2BIG        7  /* Argument list too long */
#define ENOEXEC      8  /* Exec format error */
#define EBADF        9  /* Bad file number */
#define ECHILD      10  /* No child processes */
#define EAGAIN      11  /* Try again */
#define ENOMEM      12  /* Out of memory */
#define EACCES      13  /* Permission denied */
#define EFAULT      14  /* Bad address */
#define ENOTBLK     15  /* Block device required */
#define EBUSY       16  /* Device or resource busy */
#define EEXIST      17  /* File exists */
#define EXDEV       18  /* Cross-device link */
#define ENODEV      19  /* No such device */
#define ENOTDIR     20  /* Not a directory */
#define EISDIR      21  /* Is a directory */
#define EINVAL      22  /* Invalid argument */
#define ENFILE      23  /* File table overflow */
#define EMFILE      24  /* Too many open files */
#define ENOTTY      25  /* Not a typewriter */
#define ETXTBSY     26  /* Text file busy */
#define EFBIG       27  /* File too large */
#define ENOSPC      28  /* No space left on device */
#define ESPIPE      29  /* Illegal seek */
#define EROFS       30  /* Read-only file system */
#define EMLINK      31  /* Too many links */
#define EPIPE       32  /* Broken pipe */
#define EDOM        33  /* Math argument out of domain of func */
#define ERANGE      34  /* Math result not representable */

#endif

非同步機制
shm_write.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <asm-generic/errno-base.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>

#define handle_error(msg) \
	do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
	       
struct use_buf
{
    int flag;
    /*由於這裏沒有使用信號量實現互斥操作，所以使用一個標誌（1：表示可讀，0：表示可寫）來互斥操作同一塊內存區*/
	char buf[100]; // 數據
};

int 
main(void){
	
	int shmid;
	key_t ret_fk;
	struct use_buf *shm_buf=NULL; 
	if((ret_fk=ftok("/", 'a'))==-1){
		handle_error("ftok");
	}
	/*判斷鍵值對應的共享內存是否存在，不存在創建共享內存*/
	if((shmid=shmget(ret_fk, sizeof(struct use_buf), IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600))==-1){ 
		if(EEXIST==errno){ /*如果鍵值對應的共享內存已存在*/			
			shmid=shmget(ret_fk, sizeof(struct use_buf), 0); /*獲取共享內存標識*/
			printf("鍵值(%#x)對應的共享內存(%d)已存在\n",ret_fk,shmid);
		}
		else
			handle_error("shmget");
	}else
		fprintf(stdout, "鍵值(%#x)創建共享內存成功,共享內存編號爲%d\n",ret_fk,shmid);	
	
	if((shm_buf=(struct use_buf *)shmat(shmid, 0, 0))==(void *)-1){
		shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
		handle_error("shmat");     /*共享內存映射，系統自動分配地址、共享內存可讀寫*/
	}
	shm_buf->flag = 0; /*初始化標誌*/
	
	while(1){
		
		if(1==shm_buf->flag){ /*數據未讀走*/
		//	printf("Waiting...\n");
		//	sleep(1);
		}else{
			bzero(shm_buf->buf, sizeof(shm_buf->buf));
			printf("請輸入數據：");
			fgets(shm_buf->buf,sizeof(shm_buf->buf)-1,stdin);
			shm_buf->flag=1; /*數據寫入完成，標誌變成可讀*/
			
			if(!strncasecmp(shm_buf->buf, "quit", strlen("quit")))
				break;
		}
		
	}
	
	if(-1==shmdt((struct use_buf *)shm_buf)){
		handle_error("shndt"); /*解除當前進程與共享內存的映射*/
	}
	
	if(-1==shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)){
		handle_error("shnctl"); /*刪除共享內存*/
	}
	return 0;
}

shm_read.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <asm-generic/errno-base.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>

#define handle_error(msg) \
	do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
	       
struct use_buf
{
    int flag; //由於這裏沒有使用同步機制，使用一個標誌，1：表示可讀，0：表示可寫*/
	char buf[100]; // 數據
};

int 
main(void){
	
	int shmid;
	key_t ret_fk;
	struct use_buf *shm_buf=NULL; 
	if((ret_fk=ftok("/", 'a'))==-1){
		handle_error("ftok");
	}
	/*判斷鍵值對應的共享內存是否存在，不存在創建共享內存*/
	if((shmid=shmget(ret_fk, sizeof(struct use_buf), IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600))==-1){ 
		if(EEXIST==errno){ /*如果鍵值對應的共享內存已存在*/			
			shmid=shmget(ret_fk, sizeof(struct use_buf), 0); /*獲取共享內存標識*/
			printf("鍵值(%#x)對應的共享內存(%d)已存在\n",ret_fk,shmid);
		}
		else
			handle_error("shmget");
	}else
		fprintf(stdout, "鍵值(%#x)創建共享內存成功,共享內存編號爲%d\n",ret_fk,shmid);	
	
	if((shm_buf=(struct use_buf *)shmat(shmid, 0, 0))==(void *)-1){
		handle_error("shmat");     /*共享內存映射，系統自動分配地址、共享內存可讀寫*/
	}

	while(1){
		
		if(0==shm_buf->flag){ /*未寫數據*/
		//	printf("Waiting...\n");
		//	sleep(1);
		}else{
			printf("讀出數據：");
			fputs(shm_buf->buf,stdout);
			shm_buf->flag=0; /*數據寫出完成，標誌變成可寫*/
			
			if(!strncasecmp(shm_buf->buf, "quit", strlen("quit")))
				break;
		}
		
	}
	if(-1==shmdt((struct use_buf *)shm_buf)){
		handle_error("shndt"); /*解除當前進程與共享內存的映射*/
	}	
	
	return 0;
}

缺點： 由於沒有采用同步機制，shm_read進程一直在循環，這種方式會將cpu資源耗完

同步機制
shm_write.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <asm-generic/errno-base.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include "sem.h"
#include <signal.h>

#define handle_error(msg) \
	do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
	       
struct use_buf
{
    int flag; //不使用該標誌，使用信號量互斥操作
	char buf[100]; // 數據
};

int shmid;
int semid;
struct use_buf *shm_buf=NULL; 


void user_quit_handle(int signo){
	
	if(SIGINT==signo){		
	
		system("killall INT shm_read"); /*關閉共享內存讀進程*/
		
		if(-1==shmdt((struct use_buf *)shm_buf)){
			handle_error("shndt"); /*解除當前進程與共享內存的映射*/
		}
		
		if(-1==shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)){
			handle_error("shnctl"); /*刪除共享內存*/
		}
		if(-1==del_sem(semid)){
			handle_error("del_sem"); /*刪除信號量集*/
		}
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}
	
}

int 
main(void){
	
	char tmp_buf[100];

	/*判斷鍵值對應的共享內存是否存在，不存在創建共享內存，存在返回共享內存標識符*/
	if((shmid=shmget(ftok("/", 'a'), sizeof(struct use_buf), IPC_CREAT|0600))==-1){ 
		handle_error("shmget");
	}
	/*判斷鍵值對應的信號量是否存在，不存在創建信號量，存在返回信號量標識符*/
	if((semid=get_sem(ftok("/", 1), 2))== -1){ /*創建信號量集(兩個信號量)對共享內存進行互斥同步操作*/
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
		
	if(-1==set_sem_val(semid, 0, 1)){//初始化爲共享內存起始狀態可寫
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	
	if((shm_buf=(struct use_buf *)shmat(shmid, 0, 0))==(void *)-1){
		handle_error("shmat");     /*共享內存映射，系統自動分配地址、共享內存可讀寫*/
	}
	if(SIG_ERR==signal(SIGINT, user_quit_handle)){ /*註冊SIGINT信號處理函數*/
		handle_error("signal"); 
	}
	bzero(shm_buf->buf, sizeof(shm_buf->buf)); /*清空共享內存buf部分*/
	while(1){
		
		printf("請輸入數據：");	
		bzero(tmp_buf, sizeof(tmp_buf));		
		if(NULL==fgets(tmp_buf,sizeof(tmp_buf)-1,stdin)){
			perror("fgets");
		}					
		sem_P(semid, 0); /*寫P操作*/		
		strncpy(shm_buf->buf, tmp_buf, strlen(tmp_buf));							
		if(!strncasecmp(tmp_buf, "quit", strlen("quit"))){			
			sem_V(semid, 1); /*讀V操作*/
			break;
		}
		sem_V(semid, 1); /*讀V操作*/
	}

	
	if(-1==shmdt((struct use_buf *)shm_buf)){
		handle_error("shndt"); /*解除當前進程與共享內存的映射*/
	}
	
	if(-1==shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)){
		handle_error("shnctl"); /*刪除共享內存*/
	}
	if(-1==del_sem(semid)){
		handle_error("del_sem"); /*刪除信號量集*/
	}
	return 0;
}

shm_read.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <asm-generic/errno-base.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include "sem.h"

#define handle_error(msg) \
	do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
	       
struct use_buf
{
    int flag; //不使用該標誌，使用信號量互斥操作
	char buf[100]; // 數據
};

int 
main(void){
	
	int shmid;
	int semid;
	struct use_buf *shm_buf=NULL; 

	/*判斷鍵值對應的共享內存是否存在，不存在創建共享內存，存在返回共享內存標識符*/
	if((shmid=shmget(ftok("/", 'a'), sizeof(struct use_buf), IPC_CREAT|0600))==-1){ 
		handle_error("shmget");
	}
	/*判斷鍵值對應的信號量是否存在，不存在創建信號量，存在返回信號量標識符*/
	if((semid=get_sem(ftok("/", 1), 2))== -1){ /*創建信號量集(兩個信號量)對共享內存進行互斥同步操作*/
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	
	if((shm_buf=(struct use_buf *)shmat(shmid, 0, 0))==(void *)-1){
		handle_error("shmat");     /*共享內存映射，系統自動分配地址、共享內存可讀寫*/
	}

	while(1){
		
		
		sem_P(semid, 1); /*讀P操作*/	
		printf("讀出數據：%s",shm_buf->buf);
		bzero(shm_buf->buf, sizeof(shm_buf->buf));	
									/*讀出數據後清空共享內存buf部分*/
		if(!strncasecmp(shm_buf->buf, "quit", strlen("quit"))){	 				
			sem_V(semid, 0); /*寫V操作*/
			break;
		}
		bzero(shm_buf->buf, sizeof(shm_buf->buf));
		sem_V(semid, 0); /*寫V操作*/
	}

	if(-1==shmdt((struct use_buf *)shm_buf)){
		handle_error("shndt"); /*解除當前進程與共享內存的映射*/
	}	
	
	return 0;
}

優點： 採用同步機制，shm_write進程寫後shm_read進程纔讀，cpu消耗接近零。

Linux --共享內存單向讀寫舉例(非同步->同步機制)

Linux --sigaction舉例(改變信號默認操作)

Linux -- 信號量編程接口封裝及如何實現互斥與同步

Linux --共享內存單向讀寫舉例(非同步->同步機制)

Liunux -- ftok函數

Linux -- tcp單向文件傳輸例程

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結