自学嵌入式day35，信号和共享内存

信号通信

信号通信是一种异步通信机制，常用于处理随机事件和通知。发送和接收信号的过程如下：

1. 当随机事件发生时，发送信号请求。
2. Linux内核接收到信号请求后，在进程控制块（PCB）链表中查找目标进程的PID（例如1000）。
3. 找到目标进程后，暂停其当前执行流程，调用PCB中信号处理函数对应的函数（例如，发送信号2时调用handle2）。
4. 信号处理函数执行完毕后，进程恢复原代码的执行。

信号相关函数

发送信号函数

int kill(pid_t pid, int sig);

• 功能：向指定PID的进程发送信号。
• 参数：
  • pid：目标进程的PID。
  • sig：信号编号（如kill -l列出的信号）。
• 返回值：
  • 成功：0。
  • 失败：-1。

信号捕获函数

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

• 功能：自定义或指定信号的处理方式。
• 参数：
  • signum：信号编号。
  • handler：处理函数宏或自定义函数：
    • SIG_DFL：默认处理。
    • SIG_IGN：忽略信号。
    • fun：自定义处理函数。
• 返回值：成功时返回原处理函数指针，失败时返回SIG_ERR。

共享内存

共享内存是一种基于System V的进程间通信（IPC）机制，允许多个进程访问同一块内存区域。

函数调用步骤

1. 生成键值→申请对象→映射对象→读写对象→撤销映射→删除对象。

与管道的区别

1. 读写权限：共享内存允许双方读写，管道通常单向。
2. 阻塞机制：共享内存无读/写阻塞，需搭配信号或信号集同步。
3. 数据结构：共享内存是初级内存区域（如字符数组），数据持久化。

相关函数接口

生成键值函数

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

• 功能：通过文件路径和ID生成唯一键值。
• 参数：
  • pathname：文件路径（需稳定存在）。
  • proj_id：整型ID（常用ASCII字符）。
• 返回值：
  • 成功：键值。
  • 失败：-1。

申请共享内存函数

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

• 功能：申请共享内存对象。
• 参数：
  • key：唯一键值。
  • size：内存大小。
  • shmflg：权限标志（如IPC_CREAT或IPC_EXCL）。
• 返回值：
  • 成功：共享内存ID（shmid）。
  • 失败：-1。

映射共享内存函数

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

• 功能：将共享内存映射到本地地址空间。
• 参数：
  • shmid：共享内存ID。
  • shmaddr：本地地址（建议NULL由系统分配）。
  • shmflg：读写标志（0为读写，SHM_RDONLY为只读）。
• 返回值：
  • 成功：映射地址。
  • 失败：(void*)-1。

读写操作

• 使用memcpy()或strcpy()进行数据读写。

撤销映射函数

int shmdt(const void *shmaddr);

• 功能：断开共享内存映射。
• 参数：shmaddr：映射地址。
• 返回值：
  • 成功：0。
  • 失败：-1。

删除对象函数

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

• 功能：修改或删除共享内存对象。
• 参数：
  • shmid：共享内存ID。
  • cmd：命令宏（如IPC_RMID删除对象）。
  • buf：属性结构（建议NULL）。
• 返回值：
  • 成功：0。
  • 失败：-1。

相关命令

• 查询对象：ipcs -a（查看共享内存、信号量集、消息队列）。
• 删除对象：ipcrm -m（删除共享内存）。