Linux进程通信 作业

有名管道

1. 父进程创建一个有名管道，然后创建 1 个子进程，父进程阻塞的方式等待有名管道的信息，当读取到信息之后，在屏幕上打印出来；当从有名管道中读取到“QUIT”之后，父进程终止。
2. 子进程 1 使用定时器，每 5 秒钟向有名管道输入“this is process 1”；当收到信号 SIGQUIT 时，向有名管道输出“QUIT”，并在屏幕上输出“process 1 exit”之后，进程终止。

提交形式

1. 代码
2. 运行结果截图

Code

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <signal.h>

#define FIFO "/tmp/fifo"
#define MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF

pid_t pid, pr;
char buff[MAX_BUFFER_SIZE];

void child_func(int sign_no) {
  if (sign_no == SIGALRM) {
    int fdChild = open(FIFO, O_WRONLY);
    if (fdChild == -1) {
      printf("Open fifo file error\n");
      exit(1);
    }
    sscanf("this is progress 1\n", "%[^\n]", buff);
    write(fdChild, buff, MAX_BUFFER_SIZE);
    close(fdChild);
  } else if (sign_no == SIGQUIT) {
    int fdChild = open(FIFO, O_WRONLY);
    if (fdChild == -1) {
      printf("Open fifo file error\n");
      exit(1);
    }
    sscanf("QUIT\n", "%[^\n]", buff);
    write(fdChild, buff, MAX_BUFFER_SIZE);
    close(fdChild);
    printf("process 1 exit.\n");
    exit(0);
  }
}

int main() {
  pid = fork();

  if (pid < 0) {
    printf("Fork error\n");
    exit(1);
  } else if (pid == 0) { // child thread
    signal(SIGALRM, child_func); // handle SIG_ALARM
    signal(SIGQUIT, child_func); // handle SIGQUIT
    while (1) {
      alarm(5); // ALARM SIGN
      sleep(5);
    }
  } else { // parent thread
    if (access(FIFO, F_OK) == -1) { // if unexist then create
      if ((mkfifo(FIFO, 0666) < 0) && errno != EEXIST) {
        printf("Cannot create fifo file\n");
        exit(1);
      }
    }

    int fdParent = open(FIFO, O_RDONLY);
    if (fdParent == -1) {
      printf("Open fifo file error\n");
      exit(1);
    }
    do {
      signal(SIGQUIT, child_func); // handle the SIGQUIT from parent thread
      pr = waitpid(pid, NULL, WNOHANG);
      memset(buff, 0, sizeof(buff)); // reset the buff

      read(fdParent, buff, MAX_BUFFER_SIZE); // read buff
      if (strcmp("", buff) == 0) continue;
      if (strcmp("QUIT", buff) == 0) exit(0); // if buff equals "QUIT" then quit
      printf("%s\n", buff);
      sleep(1);
    } while (pr == 0);
    close(fdParent);
  }
  exit(0);
}

信号量机制

1. 一个海底隧道中只有一个车道，规定同一个方向的可以连续过隧道；某方向有列车过隧道时，另一个方向的列车就要等待，现在东岸和西岸都有列车要过隧道，如果把每个过隧道的列车看作一个进程，为保证安全，使用信号量机制实现正确管理。
2. 使用屏幕输出信息，来表示列车通行情况。

提交形式

1. 代码
2. 运行结果截图

Code

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  pid_t A;
  int sem_id;

  sem_id = semget(ftok(".", 'a'), 1, 0666 | IPC_CREAT);
  init_sem(sem_id, 1);

  A = fork();
  if (A == -1) {
    perror("Fork error\n");
    exit(1);
  } else if (A == 0) {
    while (1) {
      sem_p(sem_id);
      printf("A -> B\n");
      sem_v(sem_id);
    }
  } else {
    while (1) {
      sem_p(sem_id);
      printf("B -> A\n");
      sem_v(sem_id);
    }
  }
  del_sem(sem_id);
  exit(0);
}

union semun {
  int val;
  struct semid_ds* buf;
  unsigned short* array;
};

#include "sem_com.h"
#include <sys/sem.h>

int init_sem(int sem_id, int init_value) {
  union semun sem_union;
  sem_union.val = init_value;

  if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1) {
    perror("Initialize semaphore");
    return -1;
  }

  return 0;
}


int del_sem(int sem_id) {
  union semun sem_union;

  if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1) {
    perror("Delete semaphore");
    return -1;
  }

  return 0;
}

int sem_p(int sem_id) {
  struct sembuf sem_b;
  sem_b.sem_num = 0;
  sem_b.sem_op = -1;
  sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
  if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {
    perror("P operation");
    return -1;
  }

  return 0;
}

int sem_v(int sem_id) {
  struct sembuf sem_b;
  sem_b.sem_num = 0;
  sem_b.sem_op = 1;
  sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
  if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {
    perror("V operation");
    return -1;
  }

  return 0;
}