linux 开启共享gpu内存

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字节墨海星 2024-10-08 14:45:21

文章标签 linux 开启共享gpu内存编程 linux 内核共享内存 文章分类 游戏开发

共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

通信模型:

获取key值 :ftok()
创建/获取共享内存 :shmget()
挂接共享内存 :shmat()
脱接共享内存 :shmdt()
删除共享内存 :shmctl()

使用的头文件

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

ftok()

//获取key值, key值是System V IPC的标识符，成功返回key，失败返回-1设errno
//同pathname+同 proj_id==>同key_t;
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

pathname :文件名
proj_id: 1~255的一个数，表示project_id

shmget()

//创建/获取共享内存，成功返回共享内存的标识符shmid，失败返回-1设errno
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);     //多设为int shmid=...  和shmat()一起用比较好看

key :ftok()的返回值
size:共享内存的大小，实际会按照页的大小(PAGE_SIZE)来分配。0表示获取已经分配好的共享内存
shmflg:具体的操作标志

IPC_CREAT:若不存在则创建, 需要在shmflg中＂|权限信息＂, eg: |0664; 若存在则打开
IPC_EXCL:与IPC_CREAT搭配使用, 若存在则创建失败==>报错,set errno
0 :获取已经存在的共享内存

shmat()

//挂接共享内存，成功返回映射内存的地址，失败返回(void*)-1设errno
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

shmid: shmget()的返回值
shmaddr

NULL表示由系统选择 (同mmap())
非NULL且shflg是SHM_RND，会按照页对齐的原则从shmaddr开始找最近的地址开始分配分，否则shmaddr指定的地址必须是页对齐的
shmflg :操作的标志, 给0即可

SHM_RDONLY表示挂接到该共享内存的进程必须有读权限
SHM_REMAP (Linux-specific)表示如果要映射的共享内存已经有现存的内存，那么就将旧的替换

shmdt()

//脱接共享内存，成功返回0,失败返回-1设errno
int shmdt(const void *shmaddr);

//脱接shm
int res=shmdt(pv);
if(-1==res)
    perror("shmdt"),exit(-1);

shmctl()

//共享内存管理，成功返回0,失败返回-1设errno
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

shmid：共享内存的id，由shmget()返回
buf : shmid_ds类型的指针

struct shmid_ds {
   struct ipc_perm  shm_perm;       /* Ownership and permissions */
    size_t          shm_segsz;      /* Size of segment (bytes) */
    time_t          shm_atime;      /* Last attach time */
    time_t          shm_dtime;      /* Last detach time */
    time_t          shm_ctime;      /* Last change time */
    pid_t           shm_cpid;       /* PID of creator */
    pid_t           shm_lpid;       /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */
    shmatt_t        shm_nattch;     /* No. of current attaches */
    ...
};
//<sys/ipc.h>
struct ipc_perm {
   key_t            __key;      /* Key supplied to shmget(2) */
   uid_t            uid;        /* Effective UID of owner */
   gid_t            gid;        /* Effective GID of owner */
   uid_t            cuid;       /* Effective UID of creator */
   gid_t            cgid;       /* Effective GID of creator */
   unsigned short   mode;       /* Permissions + SHM_DEST and SHM_LOCKED flags */
   unsigned short   __seq;      /* Sequence number */
};

cmd

IPC_STAT表示从内核中拷贝关于这个shmid的信息到buf指向的shmid_ds中
IPC_SET 将buf指向的shmid_ds的信息写入到内核的结构体中，同时更新成员shm_ctime
IPC_RMID销毁共享内存
IPC_INFO(Linux-specific)返回系统对共享内存的限制写入到buf指向的时shminfo结构体中

//_GNU_SOURCE
struct  shminfo {
    unsigned long   shmmax; /* Maximum segment size */
    unsigned long   shmmin; /* Minimum segment size; always 1 */
    unsigned long   shmmni; /* Maximum number of segments */
    unsigned long   shmseg; /* Maximum number of segments that a process can attach; unused within kernel */
    unsigned long   shmall; /* Maximum number of pages of shared memory, system-wide */
 };
 //shmmni, shmmax, and shmall 可以童工/proc里的同名文件进行修改

SHM_INFO(Linux-specific) 返回一个shm_info结构体来表示该共享内存消耗的系统资源

//_GNU_SOURCE
struct shm_info {
    int             used_ids;   /* # of currently existing segments */
    unsigned long   shm_tot;    /* Total number of shared memory pages */
    unsigned long   shm_rss;    /* # of resident shared memory pages */
    unsigned long   shm_swp;    /* # of swapped shared memory pages */
    unsigned long   swap_attempts; /* Unused since Linux 2.4 */
    unsigned long   swap_successes;/* Unused since Linux 2.4 */
 };

SHM_STAT(Linux-specific) 为IPC_STAT返回一个shmid_ds结构结构体，不同的是shmid的参数不是一个标识符，而是内核中一个包含了系统中所有共享内存信息的索引
SHM_LOCK防止系统将共享内存放到swap区，IPC_STAT读到的信息中SHM_LOCKED标记就被设置了
SHM_UNLOCK 解除锁定，即允许共享内存被系统放到swap区

//使用IPC_RMID删除共享内存
int res=shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
if(-1==res)
    perror("shmctl"),exit(-1);

测试代码：

comm.h

1 #ifndef _COMM_H_
  2 #define _COMM_H_
  3 
  4 #include<stdio.h>
  5 #include<sys/ipc.h>
  6 #include<sys/shm.h>
  7 
  8 #define PATHNAME "."
  9 #define PROJ_ID 0x6666
 10 
 11 int creat(int size);
 12 int get(int size);
 13 int destory(int shmid);
 14 
 15 #endif

comm.c

1 #include"comm.h"
  2 
  3 static int com(int size,int flags)
  4 {
  5     key_t key=ftok(PATHNAME,PROJ_ID);
  6     if(key<0)
  7     {
  8         perror("ftok");
  9         return -1;
 10     }
 11 
 12     int shmid=shmget(key,size,flags);
 13     if(shmid<0)
 14     {
 15         perror("shmget");
 16         return -2;
 17     } 
 18     return shmid;
 19 }
 20 
 21 int creat(int size)
 22 {
 23     return com(size,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
 24 }
 25 int get(int size)
 26 {
 27     return com(size,IPC_EXCL);
 28 }
 29 int destory(int shmid)
 30 {
 31     if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)>0)
 32     {
 33         perror("shmctl");
 34         return -1;
 35     }
 36     return 0;
 37 }
 38

server.c

1 #include"comm.h"
  2 
  3 int main()
  4 {
  5     int shmid=creat(4097);
  6     char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
  7 
  8     while(1)
  9     {
 10         printf("%s\n",addr);
 11         sleep(1);
 12     }
 13     shmdt(addr);
 14     destory(shmid);
 15     return 0;
 16 }

client.c

1 #include"comm.h"
  2 
  3 int main()
  4 {
  5     int shmid=get(0);
  6     char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
  7 
  8     int i=0;
  9     while(1)
 10     {
 11         addr[i++]='A';
 12         addr[i]='\0';
 13         sleep(1);
 14     }
 15     return 0;
 16 }

运行结果：

linux 开启共享gpu内存_共享内存