#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, int flag);

返回值：成功，返回消息队列ID；失败，返回-1

说明：

在创建新队列时，要初始化msqid_ds结构的下列成员：

ipc_perm结构中的mode成员按flag中相应权限位设置。

msg_qnum、msg_lspid、msg_lrpid、msg_stime、msg_rtime设为0。

msg_ctime设为当前时间。

msg_qbytes设置为系统限制值。

#include <sys/msg.h>

int msgsnd(int msqid, const void* ptr, size_t nbytes, int flag);

返回值：成功，返回0；失败，返回-1

说明：

ptr是一个指向mymesg结构的指针：

struct mymesg

{

long   mtype;     /* positive message type */

char   mtext[512];   /* message data, of length nbytes */

};

flag可以指定为IPC_NOWAIT。类似于文件I/O中的非阻塞标志，若消息队列已满，或队列中的消息总数等于系统限制值，或队列中的字节总数等于系统限制值，则执行IPC_NOWAIT使得msgsnd立即出错返回EAGAIN。如果没有指定IPC_NOWAIT，则进程会一直阻塞到：有空间可以容纳要发送的消息；或者从系统中删除了此队列；或者捕捉到了一个信号，并从信号处理程序返回。

#include <sys/msg.h>

ssize_t msgrcv(int msqid, void* ptr, size_t nbytes, long type, int flag);

返回值：成功，返回消息数据部分的长度；失败，返回-1

说明：

参数type指定了感兴趣消息的类型：

type == 0: 返回队列中的第一个消息。

type > 0: 返回队列中消息类型为type的第一个消息。

type < 0: 返回队列中消息类型值小于等于type绝对值的消息，如果这种消息有若干个，则取类型值最小的消息。

再次解释一下flag参数：

flag指定为IPC_NOWAIT，如果没有指定类型的消息可用，则msgrcv返回-1，errno设置为ENOMSG。

flag未指定为IPC_NOWAIT，则进程会一直阻塞到有了指定类型的消息可用，或者从系统中删除了此队列（返回-1，errno设置为EIDRM），或者捕捉到一个信号，并从信号处理程序返回（返回-1，errno设置为EINTR）。

#include <sys/msg.h>

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

返回值：成功，返回0；失败，返回-1

说明：

cmd参数指定了对msqid指定的队列要执行的命令：

IPC_STAT: 取此队列的msqid_ds结构，并将其存放到buf指向的结构中。

IPC_SET: 将字段msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode、msg_qbytes从buf指向的结构复制到与这个队列相关的msqid_ds结构中。这种命令只能由下列两种进程执行：一种是其有效用户ID等于msg_perm.cuid或msg_perm.uid；另一种是具有超级用户特权的进程。只有超级用户才能增加msg_qbytes的值。

IPC_RMID: 从系统中删除该消息队列以及该队列中的所有数据。这种删除立即生效。仍在使用这一消息队列的进程在它们下一次试图对此队列进行操作时，将得到EIDRM错误。此命令的执行权限与IPC_SET选项等效。

上述3个命令（IPC_STAT、IPC_SET、IPC_RMID）也可用于信号量和共享存储。

#include <sys/sem.h>

int semget(key_t key, int nsems, int flag);

返回值：成功，返回信号量ID；失败，返回-1

说明：

nsems是该集合中的信号量数。如果是创建一个新集合（一般在服务器进程中），则必须指定nsems；如果是引用现有集合（一个客户进程），则将nsems指定为0。

#include <sys/sem.h>

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, .../* union semun arg* */);

说明：

semctl函数包含了多种信号量操作。

第4个参数是可选的。如果使用该参数，则其类型是semun联合：

union semun

{

int val;                    /* for SETVAL */

struct semid_ds* buf;      /* for IPC_STAT and IPC_SET */

unsigned short* array;     /* for GETALL and SETALL */

};

需要留意的是，这个选项是一个联合，而非指向联合的指针。

cmd参数指定了下列10种命令中的一种，这些命令是运行在semid指定的信号量集合上，其中有5种命令是针对一个特定的信号量值的。用semnum指定该信号量集合中的一个成员，semnum的值在0~nsems-1之间。

IPC_STAT: 取此队列的msqid_ds结构，并将其存放到buf指向的结构中。

IPC_SET: 将字段msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode、msg_qbytes从buf指向的结构复制到与这个队列相关的msqid_ds结构中。这种命令只能由下列两种进程执行：一种是其有效用户ID等于msg_perm.cuid或msg_perm.uid；另一种是具有超级用户特权的进程。只有超级用户才能增加msg_qbytes的值。

IPC_RMID: 从系统中删除该消息队列以及该队列中的所有数据。这种删除立即生效。仍在使用这一消息队列的进程在它们下一次试图对此队列进行操作时，将得到EIDRM错误。此命令的执行权限与IPC_SET选项等效。

GETVAL: 返回成员semnum的semval值。

SETVAL: 设置成员semnum的semval值。

GETPID: 返回成员semnum的sempid值。

GETNCNT: 返回成员semnum的semncnt值。

GETZCNT: 返回成员semnum的semzcnt值。

GETALL: 取该集合中所有的信号量值，这些值存储在arg.array指向的数组中。

SETALL: 将该集合中所有的信号量值设置成arg.array指向的数组中的值。

#include <sys/sem.h>

int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops);

返回值：成功，返回0；失败，返回-1

说明：

semoparray是一个指针，指向一个由sembuf结构表示的信号量操作数组：

struct sembuf

{

unsigned short    sem_num;   /* member # in set(0, 1, ..., nsems - 1) */

short         sem_op;       /* operation(negative, 0, or pasitive) */

short         sem_flg;   /* IPC_NOWAIT, SEM_UNDO */

};

其中，nops说明了该数组中操作的数量。

集合中每个成员的操作由相应的sem_op值规定，可以为正值、负值、0：

（1）   sem_op为正，对应进程释放的资源数，sem_op值会加到对应信号量的值上。如果指定了undo标志，也从该进程的信号量值中减去sem_op。

（2）   sem_op为负，表示阻塞在该信号量上的进程数。如果该信号量的值大于等于sem_op的绝对值（具有所需资源），则从信号量值中减去sem_op的绝对值。这能保证信号量的结果值大于等于0。如果指定了undo标志，则sem_op绝对值也加到该进程的此信号量调整值上；如果信号量值小于sem_op绝对值（资源不能满足要求），则有如下情况：

1. 若指定了IPC_NOWAIT，则semop出错返回EAGAIN。
2. 若未指定IPC_NOWAIT，则该信号量的semncnt值加1（因为调用进程将进入睡眠状态），然后调用进程被挂起，直至下列事件之一发生：
   1. 此信号量值变为大于等于sem_op的绝对值（表示某个进程已释放了某些资源）。此信号量的semncnt值减1（因为已结束等待），并且从信号量值中减去sem_op的绝对值。如果指定了undo标志，则sem_op的绝对值也加到该进程的此信号量调整值上。
   2. 从系统中删除了此信号量，在这种情况下，函数出错返回EIDRM。
   3. 进程捕捉到一个信号，并从信号的处理程序返回，在这种情况下，此信号量的semncnt值减1（因为调用进程不再等待），并且函数出错返回EINTR。

（3）   若sem_op为0，表示调用进程希望扽带该信号量的值变为0。

如果信号量值当前为0，函数立即返回。

如果信号量值当前不为0，则有如下情况：

1. 若指定了IPC_NOWAIT，则semop出错返回EAGAIN。
2. 若未指定IPC_NOWAIT，则该信号量的semzcnt值加1（因为调用进程将进入睡眠状态），然后调用进程被挂起，直至下列事件之一发生：
   1. 此信号量值变为0。此信号量的semzcnt值减1（因为已结束等待）。
   2. 从系统中删除了此信号量，在这种情况下，函数出错返回EIDRM。
   3. 进程捕捉到一个信号，并从信号的处理程序返回，在这种情况下，此信号量的semzcnt值减1（因为调用进程不再等待），并且函数出错返回EINTR。

注：

semop函数具有原子性，要么执行数组中的所有操作，要么一个也不做。

函数shmget用来获得一个共享存储标识符：

#include <sys/shm.h>

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

返回值：成功，返回共享存储ID；失败，返回-1

说明：

size是该共享存储段的长度，以字节为单位。一般而言，size长度是页长的整数倍。如果应用程序指定的size值并非系统页长的整数倍，那么最后一页的剩下部分是不可使用的。如果正在创建一个新段（通常是服务器进程），则必须指定其size；如果正在引用一个现存的段（通常是客户进程），则将size 指定为0。

#include <sys/shm.h>

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

返回值：成功，返回0；失败，返回-1

说明：

cmd指定下列5种命令中的一种：

IPC_STAT: 取此队列的shmid_ds结构，并将其存放到buf指向的结构中。

IPC_SET: 按buf指向的结构中的值设置与此共享存储段相关的shmid_ds结构中的下列3个字段：shm_perm.uid、shm_perm.gid、shm_perm.mode。这种命令只能由下列两种进程执行：一种是其有效用户ID等于shm_perm.cuid或shm_perm.uid；另一种是具有超级用户特权的进程。

IPC_RMID: 从系统中删除该共享存储段。因为每个共享存储段维护着一个连接计数（shmid_ds结构中的shm_nattch字段），所以除非使用该段的最后一个进程终止或与该段分离，否则不会实际上删除该存储段。不管此段是否仍在使用，该段标识符都会被立即删除。此命令的执行权限与IPC_SET选项等效。

额外选项：

SHM_LOCK: 在内存中对共享存储段加锁，此命令只能由超级用户执行。

SHM_UNLOCK: 解锁共享存储段，此命令只能由超级用户执行。

一旦创建了一个共享存储段，进程就可以调用shmat将其连接到它的地址空间中：

#include <sys/shm.h>

void* shmat(int shmid, const void* addr, int flag);

返回值：成功，返回指向共享存储段的指针；失败，返回-1

说明：

关于addr:

如果addr为0，则此段连接到由内核选择的第一个可用的地址上（推荐此法）。

如果addr非0，并且没有指定SHM_RND，则此段连接到addr指定的地址上。

如果addr非0，并且指定了SHM_RND，则此段连接到（addr – (addr mod SHMLBA)）所指定的地址上。

关于flag:

如果在flag中指定了SHM_RDONLY，则以只读方式连接此段，否则以读写方式连接此段。

当对该共享存储段的操作已经结束时，调用shmdt与该段分离。但这并不会从系统中删除其标识符以及相关的数据结构，该标识符仍然存在，直至某个进程（带IPC_RMID命令）调用shmctl删除它们为止。

#include <sys/shm.h>

int shmdt(const void* addr);

返回值：成功，返回0；失败，返回-1