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

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

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

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

int shmdt(const void *shmaddr);

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

struct shmid_ds {
    struct ipc_perm shm_perm;  // 權(quán)限結(jié)構(gòu)體（含所有者、權(quán)限位等）
    size_t shm_segsz;          // 共享內(nèi)存大?。ㄗ止?jié)）
    pid_t shm_lpid;            // 最后操作的進程ID
    pid_t shm_cpid;            // 創(chuàng)建進程ID
    shmatt_t shm_nattch;       // 當(dāng)前映射的進程數(shù)
    time_t shm_atime;          // 最后映射時間
    time_t shm_dtime;          // 最后解除映射時間
};

#include <stdio.h>      // 提供printf、perror等輸入輸出函數(shù)
#include <stdlib.h>     // 提供exit()退出函數(shù)（進程出錯時終止）
#include <string.h>     // 提供strncpy字符串拷貝函數(shù)
#include <sys/ipc.h>    // 提供ftok()函數(shù)（生成IPC鍵值）
#include <sys/shm.h>    // 提供shmget/shmat/shmdt/shmctl等共享內(nèi)存核心函數(shù)
#include <unistd.h>     // 提供getchar()（等待用戶輸入）、系統(tǒng)調(diào)用基礎(chǔ)功能

// 2. 宏定義：把固定值抽出來，方便修改和理解
#define PATHNAME "/tmp/shm_test"  // ftok需要的文件路徑（必須存在！小白要先touch這個文件）
#define PROJ_ID 100               // 項目ID（僅低8位有效，隨便設(shè)1-255之間的數(shù)即可）
#define SHM_SIZE 4096             // 共享內(nèi)存大小（字節(jié)），4096是系統(tǒng)頁大小（對齊要求，不能隨便設(shè)?。?

int main() {
    // -------------------------- 步驟1：生成唯一的IPC鍵值 --------------------------
    // key_t是專門存IPC鍵值的類型（本質(zhì)是整數(shù)）
    // ftok作用：把"文件路徑+項目ID"轉(zhuǎn)換成唯一整數(shù)，讓讀寫進程能找到同一個共享內(nèi)存
    key_t key = ftok(PATHNAME, PROJ_ID);
    // 檢查ftok是否失敗（返回-1就是失?。?
    if (key == -1) {
        // perror：自動打印"xxx failed: 具體錯誤原因"（比如文件不存在會提示No such file）
        perror("ftok failed");
        exit(1);  // 1表示異常退出（0是正常退出），終止進程
    }

    // -------------------------- 步驟2：創(chuàng)建共享內(nèi)存段 --------------------------
    // shmget作用：向內(nèi)核申請一塊共享內(nèi)存，返回"共享內(nèi)存ID（shmid）"（類似文件句柄）
    // 參數(shù)1：ftok生成的鍵值（標(biāo)識共享內(nèi)存）
    // 參數(shù)2：共享內(nèi)存大小（必須是系統(tǒng)頁大小的整數(shù)倍，4096是最常用的）
    // 參數(shù)3：標(biāo)志位組合（IPC_CREAT=創(chuàng)建新的 | IPC_EXCL=如果已存在則報錯 | 0664=權(quán)限，和文件權(quán)限一樣）
    int shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0664);
    // 檢查shmget是否失敗（比如內(nèi)存不足、鍵值已存在）
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget failed");
        exit(1);
    }
    // 打印shmid，方便調(diào)試（比如用ipcs -m命令查看時能對應(yīng)上）
    printf("共享內(nèi)存ID（shmid）：%d\n", shmid);

    // -------------------------- 步驟3：把共享內(nèi)存映射到進程地址空間 --------------------------
    // shmat作用：把內(nèi)核里的共享內(nèi)存，"掛到"當(dāng)前進程的內(nèi)存地址上，進程才能直接讀寫
    // 參數(shù)1：shmget返回的共享內(nèi)存ID
    // 參數(shù)2：指定映射的地址（設(shè)NULL讓系統(tǒng)自動分配，小白千萬別改）
    // 參數(shù)3：映射權(quán)限（0=讀寫，SHM_RDONLY=只讀）
    // 返回值：映射后的內(nèi)存地址（進程直接操作這個地址就等于操作共享內(nèi)存）
    char *shm_addr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
    // 檢查映射是否失?。ǚ祷?void*)-1就是失敗，注意強制類型轉(zhuǎn)換）
    if (shm_addr == (void *)-1) {
        perror("shmat failed");
        exit(1);
    }

    // -------------------------- 步驟4：向共享內(nèi)存寫入數(shù)據(jù) --------------------------
    // 要寫入的字符串（小白注意：C語言字符串末尾有個隱藏的'\0'，表示結(jié)束）
    const char *msg = "Hello, Shared Memory!";
    // strncpy：把msg拷貝到共享內(nèi)存地址shm_addr
    // 第三個參數(shù)：strlen(msg)+1 是為了把末尾的'\0'也拷貝過去（否則讀的時候會亂碼）
    strncpy(shm_addr, msg, strlen(msg) + 1);
    // 打印寫入的內(nèi)容，確認寫成功
    printf("已向共享內(nèi)存寫入：%s\n", shm_addr);

    // -------------------------- 等待讀進程讀取數(shù)據(jù) --------------------------
    // 暫停進程，等用戶按回車再繼續(xù)（給讀進程留時間讀取，否則寫進程直接刪了共享內(nèi)存，讀進程就讀不到了）
    printf("請按回車鍵繼續(xù)（此時可以啟動讀進程讀取數(shù)據(jù)）...\n");
    getchar();  // 阻塞等待用戶輸入回車

    // -------------------------- 步驟5：解除共享內(nèi)存映射 --------------------------
    // shmdt作用：把共享內(nèi)存和當(dāng)前進程"解綁"（進程不再能訪問這個地址，但共享內(nèi)存還在內(nèi)核里）
    // 參數(shù)：shmat返回的映射地址
    if (shmdt(shm_addr) == -1) {
        perror("shmdt failed");
        exit(1);
    }

    // -------------------------- 步驟6：刪除共享內(nèi)存（釋放內(nèi)核資源） --------------------------
    // shmctl作用：控制共享內(nèi)存（這里用IPC_RMID命令刪除）
    // 參數(shù)1：共享內(nèi)存ID
    // 參數(shù)2：操作命令（IPC_RMID=刪除共享內(nèi)存）
    // 參數(shù)3：共享內(nèi)存的狀態(tài)結(jié)構(gòu)體（刪除時設(shè)NULL即可）
    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("shmctl failed");
        exit(1);
    }

    // 正常退出進程（0表示無錯誤）
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>

#define PATHNAME "/tmp/shm_test"
#define PROJ_ID 100
#define SHM_SIZE 4096

int main() {
    // 1. 生成相同鍵值
    key_t key = ftok(PATHNAME, PROJ_ID);
    if (key == -1) {
        perror("ftok failed");
        exit(1);
    }

    // 2. 獲取已存在的共享內(nèi)存（size設(shè)0，僅獲取）
    int shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget failed");
        exit(1);
    }
    printf("shmid: %d\n", shmid);

    // 3. 映射（只讀權(quán)限）
    char *shm_addr = (char *)shmat(shmid, NULL, SHM_RDONLY);
    if (shm_addr == (void *)-1) {
        perror("shmat failed");
        exit(1);
    }

    // 4. 讀取數(shù)據(jù)
    printf("Read from shm: %s\n", shm_addr);

    // 5. 解除映射
    if (shmdt(shm_addr) == -1) {
        perror("shmdt failed");
        exit(1);
    }

    return 0;
}

# 先創(chuàng)建標(biāo)識文件
touch /tmp/shm_test

# 編譯
gcc shm_write.c -o shm_write
gcc shm_read.c -o shm_read

# 先運行寫進程
./shm_write
# 再新開終端運行讀進程
./shm_read

struct shmid_ds {
    struct ipc_perm shm_perm;  // 權(quán)限信息（UID/GID、訪問權(quán)限）
    size_t          shm_segsz; // 共享內(nèi)存段大?。ㄗ止?jié)，按頁對齊）
    pid_t           shm_lpid;  // 最后操作的進程ID
    pid_t           shm_cpid;  // 創(chuàng)建進程ID
    shmatt_t        shm_nattch;// 當(dāng)前映射該段的進程數(shù)
    time_t          shm_atime; // 最后映射時間
    time_t          shm_dtime; // 最后解除映射時間
    time_t          shm_ctime; // 最后修改時間
};