Основы программирования в Linux

Мэтью Нейл

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/sem.h>

#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

for

после ожидания в течение случайного промежутка времени. После цикла выполняется вызов функции

del_semvalue

для 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_semvalue

инициализирует семафор с помощью команды

SETVAL

в 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_semvalue

почти та же форма за исключением того, что в вызове

semctl

применяется команда

IPC_RMID

для 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_v

аналогична за исключением задания элемента

sem_op

структуры

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