Linux IPC基礎

簡介

IPC 主要有消息隊列、信號量和共用記憶體3種機制。和文件一樣，IPC 在使用前必須先創建，使用 ipcs 命令可以查看當前系統正在使用的 IPC 工具:

由以上可以看出，一個 IPC 至少包含 key值、ID值、擁有者、許可權和使用的大小等關鍵信息。如果需要手工刪除某個 IPC 機制，可以使用 ipcrm 命令。

key 值和 ID 值

IPC 在實現時編寫使用 key 值作為參數創建，如果在創建時使用相同的 key 值將得到同一個 IPC 對象的 ID，這樣就保證了雙方可以獲取用於傳遞數據的 IPC 機制 ID 值。key 值為一個32位的整型數據。Linux 提供函數 ftok() 來創建 key 值。

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

/* pathname 為文件路徑名，第2個參數為 int 型變數 */
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

每個文件都有其自身的屬性，可以通過 stat() 函數讀取，在 ftok() 函數創建 key 值過程中使用了該文件屬性的 st_dev 和 st_ino 。具體構成如下：

如果使用 ftok() 函數的參數是相同的，那麼得到的 key 值是唯一的。所以說兩個進程使用相同的參數創建同類 IPC 的話，就可以實現進程間的通信。

用以下程式來演示 key 值各位的組成：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int arg, key;
    struct stat buf;

    arg = atoi(argv[2]);

    key = ftok(argv[1], arg);

    printf("Key : %x \n\n", key);

    stat(argv[1], &buf);

    printf("argv[2] low 8  bits : %x \n", arg & 0x0ff);
    printf("st_dev  low 8  bits : %x \n", buf.st_dev & 0x0ff);
    printf("st_ino  low 16 bits : %x \n", buf.st_ino & 0x0ffff);

    return 0;
}

運行結果如下：

擁有者及許可權

要訪問任何一個 IPC 工具需要對該 IPC 工具擁有相應的許可權，一個 IPC 工具所具有的 IPC 訪問許可權定義為 struct ipc_perm。其成員定義如下：

補充 stat 結構體：

struct stat {

        mode_t      st_mode;            // 文件對應的模式，文件，目錄等

        ino_t       st_ino;             // inode 節點號

        dev_t       st_dev;             // 設備號碼

        dev_t       st_rdev;            // 特殊設備號碼

        nlink_t     st_nlink;           // 文件的連接數

        uid_t       st_uid;             // 文件所有者

        gid_t       st_gid;             // 文件所有者對應的組

        off_t       st_size;            // 普通文件，對應的文件位元組數

        time_t      st_atime;           // 文件最後被訪問的時間

        time_t      st_mtime;           // 文件內容最後被修改的時間

        time_t      st_ctime;           // 文件狀態改變時間

        blksize_t       st_blksize;     // 文件內容對應的塊大小

        blkcnt_t        st_blocks;      // 文件內容對應的塊數量
};