Linux系统调用函数shmget()、shmat()，标准C库函数ftok()（创建共享内存段，创建共享内存段的键，把共享内存段加入当前的进程的地址空间中）

前言

如果，想要深入的学习Linux系统调用中的shmget、shmat函数与标准C库中的ftok函数，还是需要去自己阅读Linux系统中的帮助文档。

具体输入命令：

man 2 shmget/shmat
man 3 ftok

即可查阅到完整的资料信息。

shmget 函数

shmget() 是一个Linux系统调用函数，用于创建一个新的共享内存段（segment）或获取一个已存在的共享内存段。这个函数会返回一个整数类型的共享内存标识符（ID），用于在后续的系统调用中引用共享内存段。

函数原型：

//使用此函数，需导入此头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

参数说明：

key_t key：一个键值，用于唯一标识一个共享内存段。你可以使用IPC_PRIVATE常量创建一个私有共享内存段，或使用ftok()函数根据文件路径生成一个唯一的键值。
size_t size: 共享内存段的大小，以字节为单位。当创建新的共享内存段时，需要指定大小。对于已存在的共享内存段，这个参数可以忽略（设置为0的意思）。
int shmflg: 一个标志位集合，用于控制共享内存段的访问权限和创建行为。这个参数通常包括两部分：权限标志（类似文件权限，如0644）和操作标志。操作标志可以是IPC_CREAT（如果共享内存段不存在，则创建一个新的共享内存段，如果共享内存段存在的话，也是使用这个参数，只不过不创建而已）或IPC_EXCL（与IPC_CREAT一起使用，确保共享内存段是新创建的，如果已存在，则返回错误）。

返回值：

成功时，shmget() 返回一个非负整数，表示共享内存段的标识符（ID）。
失败时，返回-1，并设置相应的errno。

使用示例：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    key_t key = ftok("somefile", 65); // Generate a unique key based on file path
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT); // Create a new shared memory segment of 1024 bytes
    if (shmid == -1)
    {
        perror("shmget"); // Print error message if shmget fails
        return 1;
    }
    printf("Shared memory segment ID: %d\n", shmid);
    return 0;
}

总之，shmget()是一个Linux系统调用函数，用于创建或获取共享内存段。它需要提供一个键值、共享内存段的大小和标志位作为参数。成功时，它会返回一个共享内存段的标识（ID），用于后续的共享内存操作。

ftok 函数

ftok() 是一个标准C库函数，用于生成System V IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）对象（如信号量、消息队列和共享内存）的键（key）。它通常用于为IPC对象创建唯一的键，以便在多个进程之间识别和共享该对象。

函数原型：

//使用此函数，需导入此头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

参数说明：

const char *pathname: 一个以null结尾的字符串，表示文件系统中文件的路径。文件应该在调用ftok()时存在。在多个进程中生成相同的键时，需要使用相同的文件路径。
int proj_id: 一个非零的整数，作为生成键的种子。在多个进程中生成相同的键时，需要使用相同的proj_id。

返回值：

成功时，ftok() 返回一个非零的键（key_t 类型）。
失败时，返回-1，并设置相应的 errno。

使用示例：

#include <sys/ipc.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    const char *pathname = "/tmp/somefile"; // Path to an existing file
    int proj_id = 65; // A non-zero integer

    key_t key = ftok(pathname, proj_id);
    if (key == -1)
    {
        perror("ftok"); // Print error message if ftok fails
        return 1;
    }

    printf("Generated key: %ld\n", (long)key);
    return 0;
}

总之，ftok() 是一个标准C库函数，用于为System V IPC对象生成键。它需要提供文件系统中文件的路径和一个非零整数作为参数。通过使用相同的文件路径和非零整数，可以在多个进程之间生成相同的键，以便共享IPC对象。

shmat 函数

shmat() 是一个Linux系统调用函数，用于将一个共享内存段附加到当前进程的地址空间。这使得进程可以通过指针访问共享内存段中的数据。shmat() 函数通常在调用 shmget() 函数后使用，以便将获得的共享内存段附加到进程的地址空间。

函数原型：

//使用此函数，需导入此头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

参数说明：

int shmid: 一个整数，表示共享内存段的标识符（ID）。这个值通常是通过调用 shmget() 函数获得的。
const void *shmaddr: 一个指针，表示附加共享内存段的首选地址。通常将此参数设置为NULL，让系统自动选择一个合适的地址。
int shmflg: 一个整数，表示附加共享内存段的标志。常用标志包括：
- SHM_RDONLY: 以只读方式附加共享内存段。
- 0: 以读写方式附加共享内存段。

返回值：

成功时，shmat() 返回一个非空指针，表示共享内存段在当前进程地址空间的起始地址。
失败时，返回 (void *)-1，并设置相应的 errno。

使用示例：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    key_t key = ftok("somefile", 65); // Generate a unique key based on file path
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT); // Create a new shared memory segment of 1024 bytes
    if (shmid == -1)
    {
        perror("shmget"); // Print error message if shmget fails
        return 1;
    }

    char *shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0); // Attach the shared memory segment to the process
    if (shmaddr == (char *)-1)
    {
        perror("shmat"); // Print error message if shmat fails
        return 1;
    }

    // Now you can read/write data in the shared memory segment using the shmaddr pointer

    return 0;
}

总之，shmat() 是一个Linux系统调用函数，用于将共享内存段附加到当前进程的地址空间。它需要提供共享内存段的标识符、首选地址和标志作为参数。成功时，它会返回一个指向共享内存段起始地址的指针，用于后续的内存访问操作。

总结

这篇文章介绍了Linux系统调用中的shmget、shmat函数与标准C库中的ftok函数。如果大家想要了解更多的标准C库函数知识，Linux系统调用函数知识，大家请看这两篇文章：

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