linux内核编程-IPC进程间通信

进程间通信方式

• 方式
  管道(使用简单)，信号量，信号(开销比较小)，共享映射区(共享内存),消息队列，套接字(sokect，低速稳定)

• 进程间通信的本质

  
  进程间通信.png

管道

管道的通信机制.png

1、无名管道,半双工的通信方式(只能一个方向流动)
2、管道可以理解为一种特殊的文件形式，我们可以用文件的读写方法，不是一个简单的文件，只会占用内存。
3、管道只能是血缘关系的进程间通信
4、数据不能自己写自己读
5、数据一旦读走不能再读

管道.png

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc,const char *argv[]){
    int fd[2];
    int ret=pipe(fd);
    if(ret!=0){
        printf("create pipe error!\n");
    }
    pid_t pid;
    pid= fork();
    char buff[20];
    if(pid<0){
        printf("fork error!\n");
    }else if(pid==0){
        //子进程
        close(fd[1]);
        sleep(1);
        read(fd[0],buff,11);
        //没有其他读写操作可以关闭fd[0]
        printf("pipe read:%s",buff);
    }else{
        close(fd[0]);//关闭读
        write(fd[1],"hello pipe\n",11); 
    }
    return 0;
}

• 非法操作
  1、读管道：管道中有数据，read返回实际读到的数据
  2、管道中无数据：
  管道写端被关闭，read返回0
  如果没有被关闭，会阻塞等待
  3、写管道：
  读端被关闭，异常终止（信号导致）
  读端未关闭，阻塞等待写入数据
  管道未满，直接将数据写入

信号

进程间通信的机制，内核自带的，信号不能携带大量的数据，一般就是一个数字，只有在特定情况下才会触发

 Process.killProcess(Process.myPid());

• 怎样才会产生信号：
  1、按键command+c,command+z
  2、系统调用kill，raise,abort
  3、软件条件产生，如：闹钟(alarm)
  4、硬件异常产生，非法访问内存，除0，内存对齐等等
  5、命令产生

• 信号的处理方式：
  1、忽略此信号
  2、执行系统默认操作
  3、捕捉用户希望动作

• 信号处理的原理
  信号屏蔽字：用于屏蔽x信号，内部实现就是一个集合，当x信号屏蔽后，再收到改信号后，信号处理将推送
  未决信号集：信号抵达x信号后反转为1，当信号被处理后重新设置为0

  
  image.png
  

  Signal：名称
  Value ：编号
  Action :事件
  Comment:默认执行动作
  Term :终止进程
  lgn :忽略
  Core :终止进程,生成Core文件(可以帮助开发者检测)
  stop:停止进程
  Cont:继续运行
  kill(发送信号):第一个参数pid,>0往pid进程发个信号，<0往绝对值pid发送一个信号，0杀死进程组，-1(不要传)会导致需要重装系统

共享映射区

binder驱动，腾讯mmlv,xlog(日志库)

 void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t of    fset); 

• add:地址，一般可以不传，传入传出参数
• len:内存的大小
• prot:
  PROT_EXEC内容可以被执行；PROT_READ:内容可以被读取；PROT_WRITE:内容可以被写入;PROT_NONE:内容不可访问
• flags:MAP_SHARED:共享；MAP_PRIVATE:私用；MAP_ANONYMOUS:匿名映射(不基于文件)，fd传入-1
• fd：句柄
• fset：偏移大小,必须是4k的整数倍，一个物理页映射是4k

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
 #include <sys/mman.h>
void sys_err(const char* msg){
 perror(msg);
 exit(0);
}
int main(){

/* void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset); */
       //create open file
       int fd;
      fd=open("test_map",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
      if(fd==-1){
       sys_err("open file error");
      }
      char* p;
      ftruncate(fd,20); 
      p=(char*)mmap(NULL,20,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
  if(p==MAP_FAILED){
       sys_err("mmp error");
}
     strcpy(p,"hello mmap\n");
     printf("----->%s",p);
     return 0;
}

mmap的实现原理.png

mmap注意事项
1、指定映射区的大小，必须小于文件大小
2、映射区大小必须大于0，否则会异常
3、创建映射区需要read权限，mmap的读写权限应该小于等于文件的权限
4、文件可以先关闭
5、偏移量必须是4k的整数倍
6、MAP_PRIVATE只会对内存进行修改，不会反应到磁盘上
mmap万能调用方法
open(O_PDRW):
mmap(NULL,有效大小，PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
7、munmap释放

  int munmap(void *addr, size_t len);

binder驱动

binder驱动.png