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ftok()函数解析

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      关于ftok函数,先不去了解它的作用来先说说为什么要用它,共享内存,消息队列,信号量它们三个都是找一个中间介质,来进行通信的,这种介质多的是。就是怎么区分出来,就像唯一一个身份证来区分人一样。你随便来一个就行,就是因为这。只要唯一就行,就想起来了文件的设备编号和节点,它是唯一的,但是直接用它来作识别好像不太好,不过可以用它来产生一个号。ftok()就出场了。ftok函数具体形式如下:

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

    其中参数fname是指定的文件名,这个文件必须是存在的而且可以访问的。id是子序号,它是一个8bit的整数。即范围是0~255。当函数执行成功,则会返回key_t键值,否则返回-1。在一般的UNIX中,通常是将文件的索引节点取出,然后在前面加上子序号就得到key_t的值。


有关该函数的三个常见问题:

1.pathname是目录还是文件的具体路径,是否可以随便设置

2.pathname指定的目录或文件的权限是否有要求

3.proj_id是否可以随便设定,有什么限制条件

解答:

   1、ftok根据路径名,提取文件信息,再根据这些文件信息及project ID合成key,该路径可以随便设置。

    2、该路径是必须存在的,ftok只是根据文件inode在系统内的唯一性来取一个数值,和文件的权限无关。

    3、proj_id是可以根据自己的约定,随意设置。这个数字,有的称之为project ID; 在UNIX系统上,它的取值是1到255;

简单验证:

                   

用到的代码,文件wxyuan.c:

    #include <stdio.h>  
    #include <sys/sem.h>  
    #include <stdlib.h>  
    int main()  
    {  
        key_t semkey;  
        if((semkey = ftok("./test", 1))<0)  
        {  
            printf("ftok failed\n");  
            exit(EXIT_FAILURE);  
        }     
        printf("ftok ok ,semkey = %d\n", semkey);  
        return 0;  
    } 

关于ftok()函数的一个陷阱

     在使用ftok()函数时,里面有两个参数,即fname和id,fname为指定的文件名,而id为子序列号,这个函数的返回值就是key,它与指定的文件的索引节点号和子序列号id有关,这样就会给我们一个误解,即只要文件的路径,名称和子序列号不变,那么得到的key值永远就不会变。

     事实上,这种认识是错误的,想想一下,假如存在这样一种情况:在访问同一共享内存的多个进程先后调用ftok()时间段中,如果fname指向的文件或者目录被删除而且又重新创建,那么文件系统会赋予这个同名文件新的i节点信息,于是这些进程调用的ftok()都能正常返回,但键值key却不一定相同了。由此可能造成的后果是,原本这些进程意图访问一个相同的共享内存对象,然而由于它们各自得到的键值不同,实际上进程指向的共享内存不再一致;如果这些共享内存都得到创建,则在整个应用运行的过程中表面上不会报出任何错误,然而通过一个共享内存对象进行数据传输的目 的将无法实现。

      这是一个很重要的问题,希望能谨记!!!

     所以要确保key值不变,要么确保ftok()的文件不被删除,要么不用ftok(),指定一个固定的key值。

Ubuntu下,ftok()产生键值的原理:

#include <stdio.h>       
#include <stdlib.h>  
#include <sys/stat.h>

int main()
{
        char    filename[50];
        struct stat     buf;
        int     ret;
        strcpy( filename, "/home/satellite/" );
        ret = stat( filename, &buf );
        if( ret )
        {
                printf( "stat error\n" );
                return -1;
        }

        printf( "the file info: ftok( filename, 0x27 ) = %x, st_ino = %x, st_dev= %x\n", ftok( filename, 0x27 ), buf.st_ino, buf.st_dev );

        return 0;
}

执行该源码:

satellite@ubuntu:~/test$ ./wxyuan
the file info: ftok( filename, 0x27 ) = 27012eef, st_ino = e2eef, st_dev= 801

通过执行结果可看出,ftok获取的键值是由ftok()函数的第二个参数的后8个bit,st_dev的后两位,st_ino的后四位构成的。

有关 st_dev和 st_ino的定义如下:

函数:int stat( const char *file_name, struct stat *buf )
函数说明:通过文件名filename,获取文件信息,并保存在buf所指的结构体stat中。
返回值:成功执行返回0,失败返回-1,错误代码存于errno
struct stat结构体的定义如下:
/usr/include/asm/stat.h

struct stat {
       unsigned long  st_dev;//文件的设备编号
       unsigned long  st_ino;//节点
       unsigned short st_mode; //文件的类型和存取的权限
       unsigned short st_nlink;//连到该文件的硬连接数目,刚建立的文件值为1
       unsigned short st_uid; //用户ID
       unsigned short st_gid; //组ID
       unsigned long st_rdev; 
       unsigned long  st_size;
       unsigned long st_blksize;
       unsigned long  st_blocks;
       unsigned long  st_atime;
       unsigned long st_atime_nsec;
       unsigned long  st_mtime;
       unsigned long st_mtime_nsec;
       unsigned long  st_ctime;
       unsigned long st_ctime_nsec;
       unsigned long  __unused4;
       unsigned long  __unused5;
};