Windows：Different Process to shared memroy
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**Shared Memory** - 共享記憶體，能允許不同程序去訪問相同的記憶體空間，那它實現了跨程序的溝通，也被稱為 Interprocess Communictaion（IPC）[Windows 各種 Interprocess Communications 方式](https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/ipc/interprocess-communications?redirectedfrom=MSDN#using-a-file-mapping-for-ipc)，Shared Memory 是 C/C++ 開發者常用的資料交換方式，MSDN上也有[範例](https://docs.microsoft.com/zh-tw/windows/win32/memory/creating-named-shared-memory?redirectedfrom=MSDN)可以參考。

而在工作上碰到多執行檔對單一DLL進行存取，那在存取資源只有一個的情況下，又必須讓多行程(Multi Process)同時執行，就得使用互斥鎖(Mutex)的機制來達成。

單行程：

>http://white5168.blogspot.com/2013/03/createmutex.html#.YJjjULUzaUk

多行程：每個行程都可以去使用單一個資源，不會有多個行程去使用一個資源的情況發生，那該行程使用完資源後會將該資源的使用權交由下個行程去使用。

>http://white5168.blogspot.com/2013/03/createmutex.html#.YJjjULUzaUk

## 應用
工作上遇到已經寫好的 python 應用與原有的 C code 該怎麼去做資料上的傳遞：
1. 把 py 應用改寫為 C
2. 把 C 的傳遞資料 library，透過 Swig 轉為 python module 讓 python 可以讀取
3. 將 python 程序的資料寫入到特定記憶體空間，再讓 C 程序去讀取該記憶體空間

當然上面這些方法都有想測試，由於 1 的方法很耗時間，2 的方法因為 C 寫成的 library 過於複雜，本人還不太會用 Swig 去轉譯，因此選了 3 進行。

上面都有提到 shared memory 的基本知識，那這邊就直接上 code 了，首先是 python 的傳值，透過 mmap 將要傳遞的資料映射到記憶體特定記憶體空間內，透過 ctypes 來宣告欲輸入的 structure 讓後續 C 好讀取與應用。

**Python:Write**

import _winapi
import mmap
import cv2
from ctypes import c_ulong, c_ubyte, Structure, POINTER, sizeof, memmove


class Data(Structure):
    _fields_  = [("format", c_ulong),
                ("width", c_ulong),
                ("height", c_ulong),
                ("data", (c_ubyte * 2764800))]  ## 2764800 為 1280 * 720 * 4

maxBufferSize = sizeof(Data)+ 4 * 1920 * 1080  ## 設 buffer 大小，可以自訂
temp_name = "testName"

# h_map = _winapi.CreateFileMapping(
#                         _winapi.INVALID_HANDLE_VALUE,
#                         _winapi.NULL,
#                         _winapi.PAGE_READWRITE,
#                         0,
#                         size & 0xFFFFFFFF,
#                         temp_name
#                     )                

mm = mmap.mmap(0, maxBufferSize, temp_name)


cap = cv2.VideoCapture(0)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1280)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 720)
while True:
    start = time.perf_counter()
    ret, frame = cap.read()
    # rgba = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_RGB2RGBA)
    d = frame.ctypes.data_as(POINTER(c_ubyte))
    # fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc("R", "G", "B", "4")
    img_buf = (c_ubyte * frame.nbytes)()  ## 建立 buffer，讓影像放入
    memmove(img_buf, d, frame.nbytes)

    data = Data(fourcc, frame.shape[1], frame.shape[0], img_buf)  ## 資料定義完畢

    mm.seek(0)
    mm.write(data)
    mm.flush()
    stop = time.perf_counter()
    print("Writing Duration:", (stop - start) * 1000, "ms")


mm.close()

**Cpp:Read**
目前這只讀取一次資訊並顯示影像

#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/imgcodecs.hpp>


using namespace std;
using namespace cv;

struct Frame {
    DWORD format;
    DWORD width;
    DWORD height;
    DWORD* data;
};

class IpcBridgePrivate
{
public:
    std::wstring m_pipeName;
    HANDLE m_fileHandle;
    Frame* m_frame;
};

const int   BUF_SIZE = sizeof(Frame)+ 4 * 1920 * 1080;
//const int  BUF_SIZE = 256;
TCHAR szName[] = TEXT("Local\\AVerUSBVCam");


int main(void)
{
    IpcBridgePrivate* d = new IpcBridgePrivate();
    d->m_fileHandle = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, false, szName);
    if (NULL == d->m_fileHandle)
    {
        cout << "Could not open file mapping object :" << ::GetLastError() << endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }
    d->m_frame = reinterpret_cast<Frame*>(MapViewOfFile(d->m_fileHandle,
        FILE_MAP_ALL_ACCESS,
        0,
        0,
        BUF_SIZE));
    if (NULL == d->m_frame)
    {
        cout << "Could not map view of file :" << GetLastError() << endl;
        CloseHandle(d->m_fileHandle);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    BYTE *data = new BYTE[3686400];
    CopyMemory(data, &d->m_frame->data, 3686400);

    cout << d->m_frame->format << endl;
    cout << d->m_frame->width << endl;
    cout << d->m_frame->height << endl;

    Mat frame = Mat(d->m_frame->height, d->m_frame->width, CV_8UC4, data);
    imshow("frame", frame);
    waitKey(0);

    UnmapViewOfFile(d->m_fileHandle);
    CloseHandle(d->m_fileHandle);
    delete d;
    return EXIT_SUCCESS;
}
}

## 問題
在過程中需要注意 32 bit 與 64 bit 問題，會因為不同位元導致寫入與讀取出來的數值有差異，上面範例 Frame 的型態宣告為 DWORD，32 / 64 位元它沒有改變大小，所以執行是可以寫/讀的。

>Sharing memory between 32-bit and 64-bit processes in Windows：https://stackoverflow.com/questions/36720383/sharing-memory-between-32-bit-and-64-bit-processes-in-windows
>Sharing memory between 32-bit and 64-bit processes in Windows：https://stackoverflow.com/questions/39419/how-large-is-a-dword-with-32-and-64-bit-code

## 參考

>共享記憶體機制：https://hackmd.io/@sysprog/linux-shared-memory
>關於 Shared Memory 的兩三事：https://blog.darkthread.net/blog/about-shared-memory/
>處理序間通訊：https://docs.microsoft.com/zh-tw/windows/win32/ipc/interprocess-communications?redirectedfrom=MSDN
>互斥鎖：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%92%E6%96%A5%E9%94%81