Linux为共享内存提供了四种操作。

　　1. 共享内存对象的创建或获得。与其它两种IPC机制一样，进程在使用共享内存区域以前，必须通过系统调用sys_ipc （call值为SHMGET）创建一个键值为key的共享内存对象，或获得已经存在的键值为key的某共享内存对象的引用标识符。以后对共享内存对象的访 问都通过该引用标识符进行。对共享内存对象的创建或获得由函数sys_shmget完成，其定义如下：

　　int sys_shmget (key_t key, int size, int shmflg)

　　这里key是表示该共享内存对象的键值，size是该共享内存区域的大小（以字节为单位），shmflg是标志（对该共享内存对象的特殊要求）。

　　它所做的工作如下：

　　1) 如果key == IPC_PRIVATE，则创建一个新的共享内存对象。

　　* 算出size对应的页数，检查其合法性。
　　* 搜索向量表shm_segs，为新创建的共享内存对象找一个空位置。
　　* 申请一块内存用于建立shmid_kernel数据结构，注意这里申请的内存区域大小不包括真正的共享内存区，实际上，要等到第一个进程试图访问它的时候 才真正创建共享内存区。
　　* 根据该共享内存区所占用的页数，为其申请一块空间用于建立页表（每页4个字节），将页表清0。
　　* 填写shmid_kernel数据结构，将其加入到向量表shm_segs中为其找到的空位置。
　　* 返回该共享内存对象的引用标识符。

　　2) 在向量表shm_segs中查找键值为key的共享内存对象，结果有三：

　　* 如果没有找到，而且在操作标志shmflg中没有指明要创建新共享内存，则错误返回，否则创建一个新的共享内存对象。
　　* 如果找到了，但该次操作要求必须创建一个键值为key的新对象，那么错误返回。
　　* 否则，合法性、认证检查，如有错，则错误返回；否则，返回该内存对象的引用标识符。

　　共享内存对象的创建者可以控制对于这块内存的访问权限和它的key是公开还是私有。如果有足够的权限，它也可以把共享内存锁定在物理内存中。

　　参见include/linux/shm.h

　　2. 粘附。在创建或获得某个共享内存区域的引用标识符后，还必须将共享内存区域映射（粘附）到进程的虚拟地址空间，然后才能使用该共享内存区域。系统调用 sys_ipc（call值为SHMAT）用于共享内存区到进程虚拟地址空间的映射，而真正完成粘附动作的是函数sys_shmat，其定义如下：

　　int sys_shmat (int shmid, char *shmaddr, int shmflg, ulong *raddr)

　　其中：

　　shmid是共享内存对象的引用标识符；
　　shmaddr该共享内存区域在进程的虚拟地址空间对应的虚拟地址；
　　shmflg是映射标志；
　　raddr是实际映射的虚拟空间地址。

　　该函数所做的工作如下：

　　1) 根据shmid找到共享内存对象。
　　2) 如果shmaddr为0，即用户没有指定该共享内存区域在它的虚拟空间中的位置，则由系统在进程的虚拟地址空间中为其找一块区域（从1G开始）；否则，就 用shmaddr作为映射的虚拟地址。
　　3) 检查虚拟地址的合法性（不能超过进程的最大虚拟空间大小—3G，不能太接近堆栈栈顶）。
　　4) 认证检查。
　　5) 申请一块内存用于建立数据结构vm_area_struct，填写该结构。
　　6) 检查该内存区域，将其加入到进程的mm结构和该共享内存对象的vm_area_struct队列中。

　　共享内存的粘附只是创建一个vm_area_struct数据结构，并将其加入到相应的队列中，此时并没有创建真正的共享内存页。

　　当进程第一次访问共享虚拟内存的某页时，因为所有的共享内存页还都没有分配，所以会发生一个page fault异常。当Linux处理这个page fault的时候，它找到发生异常的虚拟地址所在的vm_area_struct数据结构。在该数据结构中包含有这类共享虚拟内存的一组处理例程，其中的 nopage操作用来处理虚拟页对应的物理页不存在的情况。对共享内存，该操作是shm_nopage（定义在ipc/shm.c中）。该操作在描述这个 共享内存的shmid_kernel数据结构的页表shm_pages中查找发生page fault异常的虚拟地址所对应的页表条目，看共享页是否存在（页表条目为0，表示共享页是第一次使用）。如果不存在，它就分配一个物理页，并为它创建一 个页表条目。这个条目不但进入当前进程的页表，同时也存到shmid_kernel数据结构的页表shm_pages中。

　　当下一个进程试图访问这块内存并得到一个page fault的时候，经过同样的路径，也会走到函数shm_nopage。此时，该函数查看shmid_kernel数据结构的页表shm_pages时， 发现共享页已经存在，它只需把这里的页表项填到进程页表的相应位置即可，而不需要重新创建物理页。所以，是第一个访问共享内存页的进程使得这一页被创建， 而随后访问它的其它进程仅把此页加到它们的虚拟地址空间。