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共享内存练习题

时间：2024-05-28 21:12:56浏览次数：29  
标签：练习题 共享内存 errno 信号量 进程 sem include id

设计一个程序，作为进程A，进程A专门创建一个信号量集，要求信号量集中有1个信号量，对信号量集合中的信号量进行设置，要求集合中的信号量的初值为1，然后再设计2个程序，分别是进程B和进程C，要求进程B和进程C使用进程A创建的信号量集合中的信号量实现互斥访问。 提示：进程A、进程B、进程C需要使用共享内存作为临界资源的访问。
image

程序A

/*******************************************************************
 *
 *	file name:	semA.c
 *	author	 :  Dazz
 *	date	 :  2024/05/28
 *
 *  function :  进程A，进程A专门创建一个信号量集，要求信号量集中有1个信
 *              号量，对信号量集合中的信号量进行设置，要求集合中的信号量
 *              的初值为1
 *
 *  note	 :  设计一个程序，作为进程A，进程A专门创建一个信号量集，要求
 *              信号量集中有1个信号量，对信号量集合中的信号量进行设置，要
 *              求集合中的信号量的初值为1，然后再设计2个程序，分别是进程B
 *              和进程C，要求进程B和进程C使 用进程A创建的信号量集合中的信
 *              号量实现互斥访问。  提示：进程A、进程B、进程C需要使用共享
 *              内存作为临界资源的访问。
 *
 *	CopyRight (c)  2024  [email protected]   All Right Reseverd
 *
 * *****************************************************************/

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/shm.h>
#include <signal.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

union semun
{
    int val;               /* Value for SETVAL */
    struct semid_ds *buf;  /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short *array; /* Array for GETALL, SETALL */
    struct seminfo *__buf; /* Buffer for IPC_INFO
                              (Linux-specific) */
};

int main()
{
    // 创建信号量级，如果不存在则创建，如果存在则打开
    int sem_id = semget(ftok("..", 76), 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (-1 == sem_id)
    {
        // 如果存在则会报错
        fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));

        // 如存在，则打开共享内存段即可
        sem_id = semget(ftok("..", 76), 1, 0644);
        if (-1 == sem_id)
        {
            // 如打开失败则直接退出程序
            fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(1);
        }

        // 创建管理信号量级的联合体
        union semun sem_ctl;

        // 对信号量值进行赋值
        sem_ctl.val = 1;

        // 定义一个变量来接收semctl的返回值
        int semstl_rev;

        // 用semctl对信号量值进行赋值
        if ((semstl_rev = semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_ctl) == -1))
        {
            // 如果存在则会报错
            fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(2);
        }
    }

    // 创建共享内存段，如果不存在则创建，如果存在则打开
    int shm_id = shmget(ftok("..", 76), 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (-1 == shm_id)
    {
        // 如果存在则会报错
        fprintf(stderr, "shmget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));

        // 如存在，则打开共享内存段即可
        shm_id = shmget(ftok("..", 76), 4, 0644);
        if (-1 == shm_id)
        {
            // 如打开失败则直接退出程序
            fprintf(stderr, "shmget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(3);
        }
    }

    // 设置信号量并初始化
    struct sembuf sops;
    sops.sem_num = 0; // 信号量集中的信号量元素的下标
    sops.sem_op = 1;  // P\V操作
    sops.sem_flg = 0; // 默认

    // 使用semop函数对信号量集进行操作
    if (semop(sem_id, &sops, 1) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "shmget error, errno: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(4);
    }

    // 把共享内存段连接到进程空间
    int *p = (int *)shmat(shm_id, NULL, 0);
    if ((void *)-1 == p)
    {
        // 如连接失败则直接退出程序
        fprintf(stderr, "shmat fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(5);
    }

    // 把一个整数存储到共享内存里
    *p = 0;

    return 0;
}

进程B

/*******************************************************************
 *
 *	file name:	semB.c
 *	author	 :  Dazz
 *	date	 :  2024/05/28
 *
 *  function :  进程B，进程B和进程C使用进程A创建的信号量集合中的信号量
 *              实现互斥访问。
 *
 *  note	 :  设计一个程序，作为进程A，进程A专门创建一个信号量集，要求
 *              信号量集中有1个信号量，对信号量集合中的信号量进行设置，要
 *              求集合中的信号量的初值为1，然后再设计2个程序，分别是进程B
 *              和进程C，要求进程B和进程C使 用进程A创建的信号量集合中的信
 *              号量实现互斥访问。  提示：进程A、进程B、进程C需要使用共享
 *              内存作为临界资源的访问。
 *
 *	CopyRight (c)  2024  [email protected]   All Right Reseverd
 *
 * *****************************************************************/

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>

/******************************************************
 *
 *  name      : P
 *	function  : 实现P操作
 *  argument
 *              @sops    :结构体的地址
 *              @sem_id  :共享内存的标识符
 *
 *  retval    : void
 *  author    : Dazz
 *  date      : 2024/5/28
 *  note      : None
 *
 * *******************************************************/
void P(struct sembuf *sops, int sem_id)
{
    sops->sem_op = -1;
    if ((semop(sem_id, sops, 1)) == -1)
    {
        printf("111\n");
        fprintf(stderr, "semop error, errno: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(3);
        printf("22222\n");
    }
}

/******************************************************
 *
 *  name      : V
 *	function  : 实现V操作
 *  argument
 *              @sops    :结构体的地址
 *              @sem_id  :共享内存的标识符
 *
 *  retval    : void
 *  author    : Dazz
 *  date      : 2024/5/28
 *  note      : None
 *
 * *******************************************************/
void V(struct sembuf *sops, int sem_id)
{
    sops->sem_op = 1;
    if ((semop(sem_id, sops, 1)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "semop error, errno: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(4);
    }
}

int main()
{

    // 打开共享内存段，如果不存在则创建，如果存在则打开
    int shm_id = shmget(ftok("..", 76), 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (-1 == shm_id)
    {
        // 如果存在则会报错
        fprintf(stderr, "shmget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));

        // 如存在，则打开共享内存段即可
        shm_id = shmget(ftok("..", 76), 4, 0644);
        if (-1 == shm_id)
        {
            // 如打开失败则直接退出程序
            fprintf(stderr, "shmget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(1);
        }
    }
    // 把共享内存段连接到进程空间
    int *p = (int *)shmat(shm_id, NULL, 0);
    if ((void *)-1 == p)
    {
        // 如连接失败则直接退出程序
        fprintf(stderr, "shmat fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(2);
    }

    // 打开信号量级
    int sem_id = semget(ftok("..", 76), 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (-1 == sem_id)
    {
        // 如果存在则会报错
        fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));

        // 如存在，则打开共享内存段即可
        sem_id = semget(ftok("..", 76), 1, 0644);
        if (-1 == sem_id)
        {
            // 如打开失败则直接退出程序
            fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(1);
        }

        // 对结构体进行初始化
        struct sembuf sops;
        memset(&sops, 0, sizeof(sops));

        while (1)
        {
            // P操作
            P(&sops, sem_id);

            // 修改共享内存里的数据
            (*p)++;

            sleep(2);

            // V操作
            V(&sops, sem_id);
        }

        return 0;
    }
}

进程C

/*******************************************************************
 *
 *	file name:	semB.c
 *	author	 :  Dazz
 *	date	 :  2024/05/28
 *
 *  function :  进程C，进程B和进程C使用进程A创建的信号量集合中的信号量
 *              实现互斥访问。
 *
 *  note	 :  设计一个程序，作为进程A，进程A专门创建一个信号量集，要求
 *              信号量集中有1个信号量，对信号量集合中的信号量进行设置，要
 *              求集合中的信号量的初值为1，然后再设计2个程序，分别是进程B
 *              和进程C，要求进程B和进程C使 用进程A创建的信号量集合中的信
 *              号量实现互斥访问。  提示：进程A、进程B、进程C需要使用共享
 *              内存作为临界资源的访问。
 *
 *	CopyRight (c)  2024  [email protected]   All Right Reseverd
 *
 * *****************************************************************/

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>

struct sembuf sops;

/******************************************************
 *
 *  name      : P
 *	function  : 实现P操作
 *  argument
 *              @sem_id  :共享内存的标识符
 *
 *  retval    : void
 *  author    : Dazz
 *  date      : 2024/5/28
 *  note      : None
 *
 * *******************************************************/
void P(int sem_id)
{
    sops.sem_op = -1;
    if (semop(sem_id, &sops, 1) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "semop error, errno: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(3);
    }
}

/******************************************************
 *
 *  name      : V
 *	function  : 实现V操作
 *  argument
 *              @sem_id  :共享内存的标识符
 *
 *  retval    : void
 *  author    : Dazz
 *  date      : 2024/5/28
 *  note      : None
 *
 * *******************************************************/
void V(int sem_id)
{
    sops.sem_op = 1;
    if (semop(sem_id, &sops, 1) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "shmget error, errno: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(4);
    }
}

int main()
{

    // 打开共享内存段，如果不存在则创建，如果存在则打开
    int shm_id = shmget(ftok("..", 76), 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (-1 == shm_id)
    {
        // 如果存在则会报错
        fprintf(stderr, "shmget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));

        // 如存在，则打开共享内存段即可
        shm_id = shmget(ftok("..", 76), 4, 0644);
        if (-1 == shm_id)
        {
            // 如打开失败则直接退出程序
            fprintf(stderr, "shmget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(1);
        }
    }

    // 把共享内存段连接到进程空间
    int *p = (int *)shmat(shm_id, NULL, 0);
    if ((void *)-1 == p)
    {
        // 如连接失败则直接退出程序
        fprintf(stderr, "shmat fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(2);
    }

    // 打开信号量级
    int sem_id = semget(ftok("..", 76), 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (-1 == sem_id)
    {
        // 如果存在则会报错
        fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));

        // 如存在，则打开共享内存段即可
        sem_id = semget(ftok("..", 76), 1, 0644);
        if (-1 == sem_id)
        {
            // 如打开失败则直接退出程序
            fprintf(stderr, "semget fail!,error: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(1);
        }

        // 对结构体进行初始化
        memset(&sops, 0, sizeof(sops));

        while (1)
        {
            // P操作
            P(sem_id);

            // 修改共享内存里的数据
            printf("this is what I read from shm:%d\n", *p);

            sleep(2);
            // V操作
            V(sem_id);
        }

        return 0;
    }
}

标签：练习题,共享内存,errno,信号量,进程,sem,include,id
From： https://www.cnblogs.com/Dazz24/p/18218902

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