具有结构数组的共享内存

Question

我正在使用结构数组在两个进程之间共享数据。当我尝试访问共享内存到父进程时，3 秒后的程序会引发 Segmentation fault 错误。为什么数据没有正确共享？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

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

#define LEN     3

typedef struct {
    int val;
} val_t;

int
main (int argc, char *argv[])
{
    key_t   key;
    int     shmid, i, size;
    val_t   **val;

    if ((key = ftok(argv[0], 'D')) == -1) {
        perror("ftok");
        exit(1);
    }

    size = sizeof(val_t *) * LEN;

    if (fork() == 0) {
        if ((shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666)) == -1) {
            perror("shmget");
            exit(1);
        }

        val = (val_t **) shmat(shmid, 0, 0);
        if (val == (val_t **)(-1)) {
            perror("shmat");
            exit(1);
        }

        for (i = 0; i < LEN; i++) {
            val[i] = (val_t *) malloc(sizeof(val_t));
            val[i]->val = i;
        }

        while (val[0]->val != 3)
            sleep(1);

        if (shmdt(val) == -1) {
            perror("shmdt");
            exit(1);
        }
        shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
    }
    else {
        sleep(3);

         if ((shmid = shmget(key, size, IPC_EXCL)) == -1) {
            perror("shmget");
            exit(1);
        }

        val = (val_t **) shmat(shmid, 0, 0);
        if (val == (val_t **)(-1)) {
            perror("shmat");
            exit(1);
        }

        printf("%d\n", val[0]->val);
        val[0]->val = 3;

        if (shmdt(val) == -1) {
            perror("shmdt");
            exit(1);
        }
    }

    return 0;
}

Answer 1

您想在进程之间共享 struct，但您只共享结构的指针。如果那些指向在 fork 之前分配和初始化的 structs 那么它们在两个进程中都是有效的，但会指向 structs 的不同副本（malloc() 仅分配私有内存，从不共享）。然而，事实上，指针仅在 child 中有效，即执行 malloc().

的指针

因此，分配一个结构数组而不是指针数组：

val_t *val;

/* ... */

size = sizeof(val_t) * LEN;

/* ... */

val = (val_t *) shmat(shmid, 0, 0);

如果你这样做，而且，就不需要malloc()（或free()）个人structs。

Answer 2

在，

val = (val_t **) shmat(shmid, 0, 0);

val 指向共享内存中类型为 val_t* 的数组。此可以在附加到同一共享内存段的另一个进程中访问。

但是在

val[i] = (val_t *) malloc(sizeof(val_t));

val[i] 指向进程私有的 malloc() 分配的内存。这个指针不能在不同的进程中被访问。因此，当您在子进程中执行此操作时 Segmentation fault。

val[0]->val = 3;

Answer 3

问题是您没有共享一个结构数组，而是共享一个指向结构的指针数组，而这些指针指向您使用 malloc 分配的 non-shared 内存。您想要的代码更像：

val_t   *val;
size = sizeof(val_t) * LEN;

if (fork() == 0) {
    if ((shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666)) == -1) {
        perror("shmget");
        exit(1); }

    val = (val_t *) shmat(shmid, 0, 0);
    if (val == (val_t *)(-1)) {
        perror("shmat");
        exit(1); }

    for (i = 0; i < LEN; i++) {
        val[i].val = i; }

也就是说，使用结构数组，而不是结构指针数组。

请注意，这仅在您的结构（以及您的共享内存）从不中有任何指针时才有效——即使指针指向共享内存，它可能在不同的进程中位于不同的地址。

具有结构数组的共享内存

Shared memory with array of structs

c

ipc

shared-memory