如何打印共享内存中存储的数据？

Question

我有以下程序：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#define MAX_COUNT 100

void ChildProcess(void);
void ParentProcess(void);

void main(void)
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    
    if (pid == 0)
        ChildProcess();
     else
        ParentProcess();
}

void ChildProcess(void)
{
    int i;
    for (i = 1; i <= MAX_COUNT; i++)
        printf(" This line is from child, value = %d\n", i);
    printf(" *** Child process is done ***\n");
}

void ParentProcess(void)
{
    int i;
    for (i = 1; i <= MAX_COUNT; i++)
        printf("This line is from parent, value = %d\n", i);
    printf("*** Parent is done ***\n");
}

我必须修改它，让父子打印共享内存中存储的数据，方式如下：

• 在父级中创建并初始化共享内存。
• 用 5 个整数填充共享内存。 （我应该分配足够的共享内存来存储 5 个整数。）
• 从父级分叉到子级。
• 如果 fork 成功，则子进程必须打印存储在共享内存中的值，如预期输出所示，其中 N1、N2、N3、N4、N5 是在共享内存中找到的数字。

Expected output

我在 ParentProcess 函数中所做的如下：

void ParentProcess(void)
{
    int i;
    
    for (i = 1; i <= MAX_COUNT; i++)
        printf("This line is from parent, value = %d\n", i);
    printf("*** Parent is done ***\n");
    
    int localVar = 0;
    int* p = (int*) malloc(2);
    pid_t childPID = fork();
    *p = 0;
    
    if (childPID >= 0)
    {
        printf("\nChild process has started\n");
        if (childPID == 0)
        {
            localVar++;
            globalVar++;
            printf("Child process has found the following data %d,", *p);
            *p = 70;
            printf( " %d,", *p); 
            *p = 66; 
            printf(" %d,", *p); 
            *p = 51; 
            printf(" %d,", *p); 
            *p = 90; 
            printf(" %d in shared memory\n",*p); 
            
            printf("Child is existing\n\n");
        } 
    } 
   
}

现在我意识到我做错了，但我不知道如何解决这个问题。我想我必须使用shmget 来创建共享内存，但是然后呢？如何在其中存储值？

如果您发现无法帮助我解决此问题或时间过长，请分享资源，我可以在其中了解更多关于 Linux 中的 C 编程，特别是关于共享内存的使用。提前谢谢你

Answer 1

最好先弄清楚你想做什么，因为据我阅读你的代码，你在代码中调用了两次 fork()（一次在 main() 函数中，一次在 ParentProcess() 函数中）

所以我为父/子共享内存编写了通用解决方案。有几种方法可以实现共享内存，但这是一个示例，它是此处代码的修改版本 How to use shared memory with Linux in C

#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>

void *create_shared_memory(size_t size)
{
    int protection = PROT_READ | PROT_WRITE;
    int visibility = MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS;
    return mmap(NULL, size, protection, visibility, -1, 0);
}

int main()
{
    // Allocate 4 ints
    void *shmem = create_shared_memory(sizeof(int)*4);

    if( shmem == NULL ){
        fprintf(stderr, "Failed to create shared memory\n");
        return -1;
    }

    // Initialize 4 ints
    ((int*)shmem)[0] = 10;
    ((int*)shmem)[1] = 100;
    ((int*)shmem)[2] = 1000;
    ((int*)shmem)[3] = 10000;

    int pid = fork();

    if (pid == 0)
    {
        // Print 4 ints in child
        printf("Child reading int 0: %d\n", ((int*)shmem)[0]);
        printf("Child reading int 1: %d\n", ((int*)shmem)[1]);
        printf("Child reading int 2: %d\n", ((int*)shmem)[2]);
        printf("Child reading int 3: %d\n", ((int*)shmem)[3]);
        printf("Child end\n");
    }
    else
    {
        printf("Parent waiting for child ends...\n");
        waitpid(pid, NULL, 0);
        printf("Parent ends\n");
    }

    int ret = munmap(shmem, sizeof(int)*4);
    if( ret != 0 ){
        fprintf(stderr, "Failed to unmap shared memory\n");
        return -1;
    }

    return 0;
}

Answer 2

我编写了一小段 c 代码，您可能会觉得有帮助：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>

#define NUM_INTS    5

int main(int argc, char *argv[])
{
    key_t key = (key_t) 123456;
    int shmgetrc, semgetrc;
    struct shmid_ds ds;
    int *shared_values;
    int i;
    struct sembuf sops[2];
    int semid;

    sops[0].sem_num = 0;        /* Operate on semaphore 0 */
    sops[0].sem_op = 0;         /* Wait for value to equal 0 */
    sops[0].sem_flg = 0;

    sops[1].sem_num = 0;        /* Operate on semaphore 0 */
    sops[1].sem_op = 1;         /* Increment value by one */
    sops[1].sem_flg = 0;


    /* create SHM segment */
    shmgetrc = shmget(key, NUM_INTS * sizeof(int), IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0x180);
    if (shmgetrc < 0) {
        perror("shmget failed...");
        exit(1);
    }
    /* retrieve the address of the segment */
    shared_values = (int *) shmat(shmgetrc, NULL, 0);

    /* create a semaphore */
    semgetrc = semget(key, 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0x180);
    if (semgetrc < 0) {
        perror("semget failed...");
        exit(1);
    }

    /* lock the semaphore */
    if (semop(semgetrc, sops, 2) == -1) {
        perror("semop lock failed ...");
        exit(1);
    }

    /* fill it with values */
    for (i = 0; i < NUM_INTS; ++i) {
        shared_values[i] = i;
    }

    /* unlock the semaphore */
    sops[0].sem_op = -1;
    if (semop(semgetrc, sops, 1) == -1) {
        perror("semop release failed ...");
        exit(1);
    }

    /* here something else could happen */
    sleep(60);

    /* lock the semaphore */
    sops[0].sem_op = 0;
    if (semop(semgetrc, sops, 2) == -1) {
        perror("semop lock failed ...");
        exit(1);
    }

    /* print values */
    for (i = 0; i < NUM_INTS; ++i) {
        printf("%d ", shared_values[i]);
    }
    printf("\n");

    /* unlock the semaphore */
    sops[0].sem_op = -1;
    if (semop(semgetrc, sops, 1) == -1) {
        perror("semop release failed ...");
        exit(1);
    }

    /* remove the semaphore */
    if (semctl(semgetrc, semgetrc, IPC_RMID) < 0) {
        perror("semctl failed ...");
        exit(1);
    }

    /* remove shm segment again */
    if (shmctl(shmgetrc, IPC_RMID, &ds) < 0) {
        perror("shmctl failed ...");
        exit(1);
    }
    exit(0);
}

我并没有打算写出有史以来最漂亮的代码，只是一个例子表明：

• 如何创建 shm 段
• 如何检索和使用地址
• 如何删除它

此外，我使用信号量来保护访问。

与其他答案相反，我使用的是 ipc 接口，而不是 mmap()。