Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

#include

#include

#include

#include

#include "semun.h"

static int set_semvalue(void);

static void del_semvalue(void);

static int semaphore_p(void);

static int semaphore_v(void);

static int sem_id;

int main(int argc, char *argv[]) {

int i;

int pause_time;

char op_char = 'О';

srand((unsigned int)getpid());

sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);

if (argc >1) {

if (!set_semvalue()) {

fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore\n");

exit(EXIT_FAILURE);

}

op_char = 'X';

sleep(2);

}

2. Далее следует цикл, в котором 10 раз выполняется вход в критическую секцию и выход из нее. Вы сначала выполняете вызов функции semaphore_p, которая заставляет семафор ждать, когда эта программа будет готова войти в критическую секцию.

for (i = 0; i < 10; i++) {

if (!semaphore_p()) exit(EXIT_FAILURE);

printf("%c", op_char);

fflush(stdout);

pause_time = rand() % 3;

sleep(pause_time);

printf("%c", op_char);

fflush(stdout);

3. После критической секции вы вызываете функцию semaphore_v, которая освобождает семафор перед повторным проходом цикла forпосле ожидания в течение случайного промежутка времени. После цикла выполняется вызов функции del_semvalueдля очистки кода.

if (!semaphore_v()) exit(EXIT_FAILURE);

pause_time = rand() % 2;

sleep(pause_time);

}

printf("\n%d - finished\n", getpid());

if (argc > 1) {

sleep(10);

del_semvalue();

}

exit(EXIT_SUCCESS);

}

4. Функция set_semvalueинициализирует семафор с помощью команды SETVALв вызове semctl. Это следует сделать перед использованием семафора.

static int set_semvalue(void) {

union semun sem_union;

sem_union.val = 1;

if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1) return(0);

return(1);

}

5. У функции del_semvalueпочти та же форма за исключением того, что в вызове semctlприменяется команда IPC_RMIDдля удаления ID семафора.

static void del_semvalue(void) {

union semun sem_union;

if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)

fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore\n");

}

6. Функция semaphore_p изменяет счетчик семафора на -1. Это операция ожидания или приостановки процесса.

static int semaphore_p(void) {

struct sembuf sem_b;

sem_b.sem_num = 0;

sem_b.sem_op = -1; /* P() */

sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;

if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {

fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");

return(0);

}

return(1);

}

7. Функция semaphore_vаналогична за исключением задания элемента sem_opструктуры sembuf, равного 1. Это операция "освобождения", в результате которой семафор снова становится доступен.

static int semaphore_v(void) {

struct sembuf sem_b;

sem_b.sem_num = 0;

sem_b.sem_op = 1; /* V() */

sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;

if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {

fprintf(stderr, "semaphore_v failed\n");

return(0);

}

return(1);

}

Обратите внимание на то, что эта простая программа разрешает существование единственного двоичного семафора для каждой программы, хотя можно было бы увеличить количество, передав переменную семафора при необходимости. Обычно одного бинарного семафора достаточно.

Вы можете протестировать вашу программу, запустив ее несколько раз. В первый раз вы передадите параметр, чтобы сообщить программе о том, что она отвечает за создание и удаление семафора. У других экземпляров выполняющейся программы не будет параметра.

Далее приведен примерный вывод для двух запущенных экземпляров программы:

$ cc sem1.с -о sem1

$ ./sem1 1 &

[1] 1082

$ ./sem1

OOXXOOXXOOXXOOXXOOXXOOOOXXOOXXOOXXOOXXXX

1083 - finished

1082 - finished

Напоминаем, что символ Опредставляет первый запущенный экземпляр программы, а символ X— второй экземпляр выполняющейся программы. Поскольку каждый экземпляр программы выводит символ при входе в критическую секцию и при выходе из нее, каждый символ должен появляться только попарно. Как видите, символы Ои Хна самом деле образуют пары, указывая на корректную обработку критических секций. Если программа не работает на вашей системе, можно применить команду stty -tostopперед запуском программы, чтобы гарантировать, что фоновая программа, генерирующая вывод на tty, не вызывает возбуждение сигнала.

Как это работает

Программа начинается с получения обозначения семафора на основе ключа (произвольного), который вы выбрали, применив функцию semget. Флаг IPC_CREATприводит к созданию семафора, если он нужен.