进程间通信之内存映射与管道函数的应用

一：内存映射

mmap()系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问。从而实现多进程对于同一个量的访问。

头文件：#include <unistd.h>    #include <sys/mman.h>

定义函数：void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offsize);

函数说明：mmap()用来将某个文件内容映射到内存中，对该内存区域的存取即是直接对该文件内容的读写。

参数说明：

参数 说明start 指向欲对应的内存起始地址，通常设为NULL，代表让系统自动选定地址，对应成功后该地址会返回。length 代表将文件中多大的部分对应到内存。prot  代表映射区域的保护方式，有下列组合：

• PROT_EXEC  映射区域可被执行；
• PROT_READ  映射区域可被读取；
• PROT_WRITE  映射区域可被写入；
• PROT_NONE  映射区域不能存取。

flags 会影响映射区域的各种特性：

• MAP_FIXED  如果参数 start 所指的地址无法成功建立映射时，则放弃映射，不对地址做修正。通常不鼓励用此旗标。
• MAP_SHARED  对应射区域的写入数据会复制回文件内，而且允许其他映射该文件的进程共享。
• MAP_PRIVATE  对应射区域的写入操作会产生一个映射文件的复制，即私人的”写入时复制” (copy on write)对此区域作的任何修改都不会写回原来的文件内容。
• MAP_ANONYMOUS  建立匿名映射，此时会忽略参数fd，不涉及文件，而且映射区域无法和其他进程共享。
• MAP_DENYWRITE  只允许对应射区域的写入操作，其他对文件直接写入的操作将会被拒绝。
• MAP_LOCKED  将映射区域锁定住，这表示该区域不会被置换(swap)。

在调用mmap()时必须要指定MAP_SHARED 或MAP_PRIVATE。fd open()返回的文件描述词，代表欲映射到内存的文件。offset 文件映射的偏移量，通常设置为0，代表从文件最前方开始对应，offset必须是分页大小的整数倍。返回值：若映射成功则返回映射区的内存起始地址，否则返回MAP_FAILED(-1)，错误原因存于errno 中。

错误代码：

• EBADF  参数fd 不是有效的文件描述词。
• EACCES  存取权限有误。如果是MAP_PRIVATE 情况下文件必须可读，使用MAP_SHARED 则要有PROT_WRITE 以及该文件要能写入。
• EINVAL  参数start、length 或offset 有一个不合法。
• EAGAIN  文件被锁住，或是有太多内存被锁住。
• ENOMEM  内存不足。

二：管道

多进程之间的通信方式之一，通过read与Write函数实现变量的值之间的传递，从而能实现进程的通信

1. 函数说明

pipe（建立管道）：
1) 头文件 #include<unistd.h>
2) 定义函数： int pipe(int filedes[2]);
3) 函数说明： pipe()会建立管道，并将文件描述词由参数filedes数组返回。
              filedes[0]为管道里的读取端
              filedes[1]则为管道的写入端。
4) 返回值：  若成功则返回零，否则返回-1，错误原因存于errno中。

    错误代码:
         EMFILE 进程已用完文件描述词最大量
         ENFILE 系统已无文件描述词可用。
         EFAULT 参数 filedes 数组地址不合法。

三：编程案例

    int pipes[2];    int main(int argc,char **argv)    {        int num[4]={1,2,3,4};        int temp = 10;        int *p_map = &temp;        pid_t pid;        p_map=(int*)mmap(NULL,sizeof(int),PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS,-1,0);            pipe(pipes);        pid = fork();        if(pid == 0)        {            printf("son 1 :num[1] = %d,*p_map = %d \n",num[1]);            sleep(1);            *p_map = 100;            num[1] = 5;            write(pipes[1],num,sizeof(num));            printf("son 2 :num[1] = %d,*p_map = %d \n",num[1]);        }        else        {            sleep(2);            printf("father 1:num[1] = %d,*p_map = %d \n",num[1],*p_map);            read(pipes[0],num,sizeof(num));            printf("father 2:num[1] = %d,*p_map = %d \n",num[1],*p_map);        }        return 0;    }