如何使用 xcb 访问共享内存

Question

我正在尝试使用

xcb_shm_get_image_unchecked

抓取窗口部分的屏幕截图。我使用以下代码创建了共享内存：

#include <cstdlib>
#include <memory>

#include <sys/shm.h>
#include <xcb/shm.h>
#include <xcb/xcb.h>
#include <xcb/xcb_image.h>
#include <xcb/xcb_pixel.h>
#include <xcb/xproto.h>

#include <spdlog/spdlog.h>

const auto IMAGE_WIDTH  = 640;
const auto IMAGE_HEIGHT = 480;
const auto SHM_SIZE     = 4 * 1024 * 1024;

auto main() -> int
{
  std::unique_ptr<xcb_connection_t, decltype(&xcb_disconnect)> c(
    xcb_connect(nullptr, nullptr), &xcb_disconnect);

  if (!c) {
    spdlog::error("failed to connect to X server");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  auto roots_iter = xcb_setup_roots_iterator(xcb_get_setup(c.get()));
  if (roots_iter.rem == 0) {
    spdlog::error("no screen found");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  auto          root   = roots_iter.data->root;
  xcb_shm_seg_t shmseg = xcb_generate_id(c.get());
  // xcb_shm_get_im
  auto shm_reply = xcb_shm_create_segment_reply(
    c.get(), xcb_shm_create_segment(c.get(), shmseg, SHM_SIZE, 0), nullptr);

  if (!shm_reply) {
    spdlog::error("failed to create shared memory segment");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  auto fds = xcb_shm_create_segment_reply_fds(c.get(), shm_reply);
  spdlog::info("found {} fds", shm_reply->nfd);
  for (int i = 0; i < shm_reply->nfd; i++) {
    auto err = xcb_request_check(
      c.get(), xcb_shm_attach_fd(c.get(), shmseg, fds[i], true));
    if (err) {
      spdlog::error("failed to attach fd: {}", fds[i]);
      delete err;
    }
  }

  for (int i = 0; i < shm_reply->nfd; i++) {
      close(fds[i]);
  }
  xcb_shm_detach(c.get(), shmseg);
  return 0;
}

第一个问题：在释放资源方面我做得对吗？

第二：如何访问共享内存段？

最后，我如何抓取根窗口的 640x480 屏幕截图？我是否走在正确的道路上：

auto image = xcb_shm_get_image_reply(
  c.get(),
  xcb_shm_get_image_unchecked(c.get(),
                              root,
                              0,
                              0,
                              IMAGE_WIDTH,
                              IMAGE_HEIGHT,
                              XCB_GC_PLANE_MASK,
                              XCB_IMAGE_FORMAT_Z_PIXMAP,
                              shmseg,
                              0),
  nullptr);

if (!image) {
  spdlog::error("failed to get image");
  xcb_shm_detach(c.get(), shmseg);
  return EXIT_FAILURE;
}

spdlog::info("image: size {}", image->size);
delete image;

Answer 1

您必须调用

mmap

才能访问共享内存。来自

xcb_shm_create_segment_unchecked

的文档：

要求服务器分配共享内存段。服务器的回复将包含一个文件描述符，供客户端传递给 mmap()。

如何获得访问权限？

您必须调用

mmap

（包括文件描述符）来告诉 mmap 在哪里找到由 X

 服务器分配的内存区域。

你可以使用这样的东西来做到这一点：

auto *shmem = mmap(nullptr, SHM_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fds[0], 0);

if (shmem == MAP_FAILED) {
  ... // cleanup
}

close(fds[0]);

一旦您阅读了

mmap

 的文档，这些论点应该是不言自明的。最后一个 0 只是意味着我们希望指针指向内存区域的开头。

当然，完成后别忘了

munmap

：

munmap(p, SHM_SIZE); 最后，不需要

xcb_shm_attach_fd(c.get(), shmseg, fds[i], true));

。仅当您自己创建 mmap 文件并将其传递到 X 服务器以便它可以访问时才需要这样做。

第一个问题：在释放资源方面我做得对吗？

是的，你有

如何抓取根窗口的 640x480 屏幕截图？

您用于抓取图像的代码几乎是正确的。只需将

plane_mask

 参数更改为 

~0

 即可。要实际将字节转换为图像，您可以选择将其转换为最小公分母图像格式，例如 

PPM。该代码如下所示：

if (auto f = std::ofstream("/path/to/screenshot.ppm", std::ios::binary); f) {
  f << "P6\n" << IMAGE_WIDTH << " " << IMAGE_HEIGHT << "\n255\n";
  const auto *const imageData = shmem;
  for (uint32_t rgb = 0; rgb + 4 <= image->size; rgb += 4) {
    auto b = imageData[rgb];
    auto g = imageData[rgb + 1];
    auto r = imageData[rgb + 2];
    if (setup->image_byte_order == XCB_IMAGE_ORDER_MSB_FIRST) {
      std::swap(b, r);
    }
    f << r << g << b;
  }
}

最终结果应该是位于

ppm

 的 

/path/to/screenshot.ppm

 格式的图像。如果你没有办法查看它，

imagemagick能够将ppm转换为png，这样你就可以这样查看。