如何通过 shm_open 写入共享内存？答案

【问题标题】：How to write to shared memory via shm_open?如何通过 shm_open 写入共享内存？
【发布时间】：2021-10-03 23:58:10
【问题描述】：

我需要在 C 和 Rust 应用程序之间共享内存。 Rust - 生产者，C - 消费者。

在 C 中，我会创建一个共享内存区域并将其传递给 Rust 进行编写。

在 C 端我使用这样的东西：

fd = shm_open(STORAGE_ID, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
res = ftruncate(fd, STORAGE_SIZE);
addr = mmap(NULL, STORAGE_SIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
// read from that memory after it is written by Rust app
char data[STORAGE_SIZE];
memcpy(data, addr, STORAGE_SIZE);

在 Rust 端，我该怎么做才能使用 STORAGE_ID 打开内存并写入它？我想这是使用这个的路线，但找不到可靠的例子：

https://docs.rs/libc/0.2.77/libc/fn.shm_open.html

https://docs.rs/memmap/0.6.1/memmap/struct.Mmap.html

https://doc.rust-lang.org/nightly/std/primitive.slice.html#method.clone_from_slice

基本上，我需要做这样的事情，但是 set.c 是用 Rust 编写的： POSIX shared memory IPC example (shm_open, mmap), working on Linux and macOS

【问题讨论】：

你认为 rust 使用的内核不是你的 C 程序吗？做完全相同的事情，但在 Rust 中
这就是我想要做的，但无法直接从 Rust 文档中弄清楚如何去做。因此试图找到一个例子。
Rust 和 C 的接口有很多帮助，我不知道你在这里做什么，但也许一个 crate 已经完成了所有这些，我用一些来与 wayland 共享内存例如。

标签： rust posix ipc

【解决方案1】：

使用 Rust 的 libc crate，我们可以访问 C 进程可以访问的相同函数，因此 Rust 中的代码看起来与您在 C 中编写生产者时编写的代码非常相似。

下面的代码演示了作为生产者和消费者的 Rust 代码。生产者和消费者以这种方式组合只是为了有一个可以从命令行运行的简单示例来验证 Rust 生产者代码是否有效。

在下面的代码中，main() 函数顶部的块与问题帖子中的代码相同。消费者和生产者都执行此操作以获取共享的内存区域。

if 块的第一个分支将原始进程设置为消费者，它启动具有相同可执行文件的子进程。子进程的执行路径将遵循else 分支并写入内存的共享区域。

父级阻塞直到子级完成，然后读取共享的内存区域并打印出来。

use libc::{close, ftruncate, memcpy, mmap, shm_open, strncpy};
use libc::{MAP_SHARED, O_RDWR, O_CREAT, PROT_WRITE, S_IRUSR, S_IWUSR};
use libc::{c_char, c_void, off_t, size_t};
use std::{env, ptr, str};
use std::process::Command;
use std::error::Error;

const STORAGE_ID   : *const c_char = b"MY_MEM_ID\0".as_ptr() as *const c_char;
const STORAGE_SIZE : size_t        = 128;


fn main() -> Result<(), Box<dyn Error>>
{
    let args = env::args().collect::<Vec<_>>();
    
    let (fd, addr) = unsafe {
        let null = ptr::null_mut();
        let fd   = shm_open(STORAGE_ID, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
        let _res = ftruncate(fd, STORAGE_SIZE as off_t);
        let addr = mmap(null, STORAGE_SIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
        
        (fd, addr)
    };
    if args.len() == 1 {
        // Consumer...
        
        let exec_path = &args[0];
        
        // Start producer process. Block until done.
        let output = Command::new(exec_path).arg("Producer...").output()?;
                             
        println!("Producer stdout  : {}", str::from_utf8(&output.stdout)?);
        
        let mut data  = [0_u8; STORAGE_SIZE];
        let     pdata = data.as_mut_ptr() as *mut c_char;
        
        unsafe {
            strncpy(pdata, addr as *const c_char, STORAGE_SIZE);
            close(fd);
        }
        println!("Producer message : {}", str::from_utf8(&data)?);
        
    } else {
        // Producer...

        let data  = b"Hello, World!\0";
        let pdata = data.as_ptr() as *const c_void;
        
        unsafe {
            memcpy(addr, pdata, data.len());
        }
        print!("Done.");
    }
    Ok(())
}

输出：

Producer stdout  : Done.
Producer message : Hello, World!

【讨论】：