1
#include <fcntl.h>
2
#include <sys/stat.h>
3
#include <unistd.h>
4

5
int main() {
6
    mkfifo("myfifo", 0666); // 创建命名管道
7
    int fd = open("myfifo", O_WRONLY);
8
    write(fd, "hello", 5);
9
    close(fd);
10
    unlink("myfifo"); // 删除管道文件
11
    return 0;
12
}

1
int fd = open("myfifo", O_RDONLY);
2
char buf[128];
3
read(fd, buf, sizeof(buf));
4
close(fd);

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/shm.h>
3

4
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
5

6
// 使用示例
7
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);  // 标记共享内存为删除

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/shm.h>
3

4
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

1
// 类比理解：shmat vs malloc
2
void *malloc(size_t size);     // 堆上分配内存
3
void *shmat(int shmid, ...);    // 将共享内存挂接到进程地址空间
4

5
// 共享内存位于进程地址空间的共享区

1
进程虚拟地址空间布局：
2
+------------------+ 高地址
3
|      栈区        |
4
+------------------+
5
|        |         |
6
|      共享区       |  <-- shmat返回的地址在这里
7
|        |         |
8
+------------------+
9
|      堆区        |
10
+------------------+
11
|     数据段       |
12
+------------------+
13
|     代码段       |
14
+------------------+ 低地址

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/ipc.h>
3

4
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

1
// 示例：生成key
2
key_t key = ftok("./", 0x66);  // 使用当前目录和项目ID 0x66
3
if (key == -1) {
4
    perror("ftok");
5
    exit(1);
6
}
7
printf("生成的key: 0x%x\n", key);

1
#include <sys/shm.h>
2

3
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/shm.h>
3

4
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

1
// 示例：挂接共享内存
2
char *shm_addr = (char*)shmat(shmid, NULL, 0);
3
if (shm_addr == (char*)-1) {
4
    perror("shmat");
5
    exit(1);
6
}
7
printf("共享内存挂接在地址: %p\n", shm_addr);

1
#include <sys/shm.h>
2

3
int shmdt(const void *shmaddr);

1
// 示例：脱接共享内存
2
if (shmdt(shm_addr) == -1) {
3
    perror("shmdt");
4
    exit(1);
5
}
6
printf("共享内存脱接成功\n");

1
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/ipc.h>
3

4
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/ipc.h>
3
#include <sys/msg.h>
4

5
int msgget(key_t key, int msgflg);

1
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/ipc.h>
3
#include <sys/msg.h>
4

5
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
6
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

1
struct msgbuf {
2
    long mtype;       /* 消息类型，必须大于 0 */
3
    char mtext[1];    /* 消息数据（实际可以更大） */
4
};

1
struct msqid_ds {
2
    struct ipc_perm msg_perm;  /* 所有权和权限 */
3
    time_t          msg_stime;  /* 最后一次 msgsnd(2) 的时间 */
4
    time_t          msg_rtime;  /* 最后一次 msgrcv(2) 的时间 */
5
    time_t          msg_ctime;  /* 最后一次修改的时间 */
6
    unsigned long   __msg_cbytes; /* 队列中当前字节数（非标准） */
7
    msgqnum_t       msg_qnum;  /* 队列中当前消息数量 */
8
    msglen_t        msg_qbytes; /* 队列中允许的最大字节数 */
9
    pid_t           msg_lspid;  /* 最后一次执行 msgsnd(2) 的进程 PID */
10
    pid_t           msg_lrpid;  /* 最后一次执行 msgrcv(2) 的进程 PID */
11
};

1
struct ipc_perm {
2
    key_t          __key;       /* 提供给 msgget(2) 的键值 */
3
    uid_t          uid;         /* 所有者的有效用户ID */
4
    gid_t          gid;         /* 所有者的有效组ID */
5
    uid_t          cuid;        /* 创建者的有效用户ID */
6
    gid_t          cgid;        /* 创建者的有效组ID */
7
    unsigned short mode;        /* 权限 */
8
    unsigned short __seq;       /* 序列号 */
9
};

1
------ Message Queues --------
2
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages

1
#include <sys/types.h>
2
#include <sys/ipc.h>
3
#include <sys/sem.h>
4

5
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

1
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);

1
union semun {
2
    int              val;    /* 用于 SETVAL 的值 */
3
    struct semid_ds *buf;    /* 用于 IPC_STAT, IPC_SET 的缓冲区 */
4
    unsigned short  *array;  /* 用于 GETALL, SETALL 的数组 */
5
    struct seminfo  *__buf;  /* 用于 IPC_INFO 的缓冲区（Linux 特有） */
6
};

1
int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);

1
struct sembuf {
2
    unsigned short sem_num;  /* 信号量编号（从0开始） */
3
    short          sem_op;   /* 信号量操作：+1 表示 V 操作，-1 表示 P 操作 */
4
    short          sem_flg;  /* 操作标志（例如 IPC_NOWAIT） */
5
};

1
struct semid_ds {
2
    struct ipc_perm sem_perm;  /* 所有权和权限 */
3
    time_t          sem_otime;  /* 最后一次 semop 操作的时间 */
4
    time_t          sem_ctime;  /* 最后一次修改的时间 */
5
    unsigned long   sem_nsems;  /* 信号量集合中的信号量个数 */
6
};

1
struct ipc_ids {
2
    int in_use;
3
    int max_id;
4
    unsigned short seq;
5
    unsigned short seq_max;
6
    struct mutex mutex;
7
    struct ipc_id_ary nullentry;
8
    struct ipc_id_ary* entries;
9
};

1
struct ipc_id_ary {
2
    int size;
3
    struct kern_ipc_perm* p[0];   /* 柔性数组 */
4
};

1
struct kern_ipc_perm
2
{
3
    spinlock_t lock;
4
    int deleted;
5
    key_t key;
6
    uid_t uid;
7
    uid_t cuid;
8
    gid_t gid;
9
    gid_t cgid;
10
    mode_t mode;
11
    unsigned long seq;
12
    void *security;
13
};

1
struct shmid_kernel /* 内核私有结构 */
2
{
3
    struct kern_ipc_perm shm_perm;   /* 内核IPC权限结构 */
4
    struct file *shm_file;            /* 映射的文件对象 */
5
    int id;                           /* 共享内存标识符 */
6
    unsigned long shm_nattch;         /* 当前附加的进程数量 */
7
    unsigned long shm_segsz;          /* 段大小（字节） */
8
    time_t shm_atim;                   /* 最后一次附加的时间 */
9
    time_t shm_dtim;                   /* 最后一次分离的时间 */
10
    time_t shm_ctim;                   /* 最后一次修改的时间 */
11
    pid_t shm_cprid;                   /* 创建者的进程PID */
12
    pid_t shm_lprid;                   /* 最后一次操作的进程PID */
13
    struct user_struct *mlock_user;    /* 锁定内存的用户 */
14
};