ipc.c

进一步研究和实践操作系统中关于并发进程同步与互斥操作的一些经典问题的解法

#include "ipc.h"
/*
     * get_ipc_id() 从/proc/sysvipc/文件系统中获取 IPC 的 id 号
     * pfile: 对应/proc/sysvipc/目录中的 IPC 文件分别为
     *              msg-消息队列,sem-信号量,shm-共享内存
     * key: 对应要获取的 IPC 的 id 号的键值
*/
int get_ipc_id(char *proc_file,key_t key)
{
     FILE *pf;
     int i,j;
     char line[BUFSZ],colum[BUFSZ];
     if((pf = fopen(proc_file,"r")) == NULL){
   perror("Proc file not open");
           exit(EXIT_FAILURE);
       }
     fgets(line, BUFSZ,pf);
     while(!feof(pf)){
         i = j = 0;
         fgets(line, BUFSZ,pf);
         while(line[i] == ' ') i++;
         while(line[i] !=' ') colum[j++] = line[i++];
         colum[j] = '\0';
         if(atoi(colum) != key) continue;
         j=0;
         while(line[i] == ' ') i++;
         while(line[i] !=' ') colum[j++] = line[i++];
         colum[j] = '\0';
         i = atoi(colum);
         fclose(pf);
         return i;
       }
       fclose(pf);
       return -1;
}
/*
  * 信号灯上的 down/up 操作
  * semid:信号灯数组标识符
  * semnum:信号灯数组下标
  * buf:操作信号灯的结构
*/
int down(int sem_id)
{
   struct sembuf buf;
   buf.sem_op = -1;
   buf.sem_num = 0;
   buf.sem_flg = SEM_UNDO;
   if((semop(sem_id,&buf,1)) <0) {
       perror("down error ");
       exit(EXIT_FAILURE);
   }
   return EXIT_SUCCESS;
}
int up(int sem_id)
{
   struct sembuf buf;
   buf.sem_op = 1;
   buf.sem_num = 0;
   buf.sem_flg = SEM_UNDO;
   if((semop(sem_id,&buf,1)) <0) {
       perror("up error ");
       exit(EXIT_FAILURE);
   }
   return EXIT_SUCCESS;
}
/*
* set_sem 函数建立一个具有 n 个信号灯的信号量
              如果建立成功,返回 一个信号灯数组的标识符 sem_id
*
              输入参数:
*
* sem_key 信号灯数组的键值
* sem_val 信号灯数组中信号灯的个数
* sem_flag 信号等数组的存取权限
*/
int set_sem(key_t sem_key,int sem_val,int sem_flg)
{
  int sem_id;
  Sem_uns sem_arg;
       //测试由 sem_key 标识的信号灯数组是否已经建立
   if((sem_id = get_ipc_id("/proc/sysvipc/sem",sem_key)) < 0 )
       {
         //semget 新建一个信号灯,其标号返回到 sem_id
         if((sem_id = semget(sem_key,1,sem_flg)) < 0)
                      {
              perror("semaphore create error");
              exit(EXIT_FAILURE);
                      }
              //设置信号灯的初值
                 sem_arg.val = sem_val;
                 if(semctl(sem_id,0,SETVAL,sem_arg) <0)
                   {
              perror("semaphore set error");
              exit(EXIT_FAILURE);
                     }
        }
   return sem_id;
}
/*
* set_shm 函数建立一个具有 n 个字节 的共享内存区
              如果建立成功,返回 一个指向该内存区首地址的指针 shm_buf
*
              输入参数:
*
* shm_key 共享内存的键值
* shm_val 共享内存字节的长度
* shm_flag 共享内存的存取权限
*/
char * set_shm(key_t shm_key,int shm_num,int shm_flg)
{
   int i,shm_id;
   char * shm_buf;
            //测试由 shm_key 标识的共享内存区是否已经建立
   if((shm_id = get_ipc_id("/proc/sysvipc/shm",shm_key)) < 0 )
            {
        //shmget 新建 一个长度为 shm_num 字节的共享内存,其标号返回到 shm_id
        if((shm_id = shmget(shm_key,shm_num,shm_flg)) <0)
                       {
            perror("shareMemory set error");
            exit(EXIT_FAILURE);
                       }
        //shmat 将由 shm_id 标识的共享内存附加给指针 shm_buf
        if((shm_buf = (char *)shmat(shm_id,0,0)) < (char *)0)
                       {
            perror("get shareMemory error");
            exit(EXIT_FAILURE);
                       }
        for(i=0; i<shm_num; i++) shm_buf[i] = 0; //初始为 0
                }
   //shm_key 标识的共享内存区已经建立,将由 shm_id 标识的共享内存附加给指针 shm_buf
   if((shm_buf = (char *)shmat(shm_id,0,0)) < (char *)0)
          {
          perror("get shareMemory error");
              exit(EXIT_FAILURE);
              }
       return shm_buf;
  }
  /*
  * set_msq 函数建立一个消息队列
  * 如果建立成功,返回 一个消息队列的标识符 msq_id
  * 输入参数:
  * msq_key 消息队列的键值
  * msq_flag 消息队列的存取权限
  */
  int set_msq(key_t msq_key,int msq_flg)
  {
       int msq_id;
         //测试由 msq_key 标识的消息队列是否已经建立
       if((msq_id = get_ipc_id("/proc/sysvipc/msg",msq_key)) < 0 )
         {
            //msgget 新建一个消息队列,其标号返回到 msq_id
            if((msq_id = msgget(msq_key,msq_flg)) < 0)
                {
                  perror("messageQueue set error");
           exit(EXIT_FAILURE);
                }
         }
       return msq_id;
  }