第三十三章 System V共享内存与信号量综合
用信号量解决生产者、消费者问题
实现shmfifo
ip.h
#ifndef _IPC_H
#define _IPC_H
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.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) */
};
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
int sem_create(key_t key);
int sem_del(int semid);
int sem_open(key_t key);
int sem_setval(int semid, int val);
int sem_getval(int semid, int val);
int sem_p(int semid);
int sem_v(int semid);
#endif // !_IPC_H
ip.c
#include "ipc.h"
int sem_create(key_t key)
{
int semid;
semid = semget(key, 1, IPC_CREAT|IPC_EXCL| 0666);
if(semid == -1)
ERR_EXIT("semget");
return semid;
}
int sem_open(key_t key)
{
int semid;
semid = semget(key, 0, 0);
if(semid == -1)
ERR_EXIT("semget");
return semid;
}
int sem_setval(int semid, int val)
{
union semun su;
su.val = val;
int ret;
ret = semctl(semid, 0, SETVAL, su);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("semctl");
return 0;
}
int sem_del(int semid)
{
int ret;
ret = semctl(semid, 0, IPC_RMID, 0);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("semctl");
return 0;
}
int sem_getval(int semid, int val)
{
int ret;
ret = semctl(semid, 0, GETVAL, 0);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("semctl getval");
return ret;
}
int sem_p(int semid)
{
struct sembuf sops = {0, -1, 0};
int ret;
ret = semop(semid, &sops, 1);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("semop");
return 0;
}
int sem_v(int semid)
{
struct sembuf sops = {0, 1, 0};
int ret;
ret = semop(semid, &sops, 1);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("semop");
return 0;
}
shmfifo.h
#ifndef SHM_FIFO_H
#define SHM_FIFO_H
#include "ipc.h"
typedef struct shmfifo shmfifo_t;
typedef struct shmhead shmhead_t;
struct shmhead
{
unsigned int blksize; //块大小
unsigned int blocks; //总块数
unsigned int rd_index; //读索引
unsigned int wr_index; //写索引
};
struct shmfifo
{
shmhead_t *p_shm; //共享内存头部指针
char *p_payload; //有效负载的起始地址
int shmid; //共享内存ID
int sem_mutex; //用来互斥用的信号量
int sem_full; //用来控制共享内存是否满的信号量
int sem_empty; //用来控制共享内存是否空的信号量
};
shmfifo_t* shmfifo_init(int key, int blksize, int blocks);
void shmfifo_put(shmfifo_t* fifo, const void* buf);
void shmfifo_get(shmfifo_t* fifo, void* buf);
void shmfifo_destory(shmfifo_t *fifo);
#endif // !SHM_FIFO_H
shmfifo.c
#include "shmfifo.h"
#include <assert.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
shmfifo_t* shmfifo_init(int key, int blksize, int blocks)
{
shmfifo_t *fifo = (shmfifo_t*)malloc(sizeof(shmfifo_t));
assert(fifo != NULL);
memset(fifo, 0, sizeof(shmfifo_t));
int shmid;
//假设共享内存已存在,直接打开
shmid = shmget(key, 0, 0);
int size = sizeof(shmhead_t) + blksize*blocks;
if(shmid == -1)
{
//打开失败,表示之前没有创建共享内存
fifo->shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT|0666);
if(fifo->shmid == -1)
ERR_EXIT("shmget");
//把共享内存区对象映射到调用进程的地址空间
fifo->p_shm = (shmhead_t*)shmat(fifo->shmid, NULL, 0);
if(fifo->p_shm == (shmhead_t*)-1)
ERR_EXIT("shmat");
//初始化fifo这个结构
fifo->p_payload = (char *)(fifo->p_shm + 1);
fifo->p_shm->blksize = blksize;
fifo->p_shm->blocks = blocks;
fifo->p_shm->rd_index = 0;
fifo->p_shm->wr_index = 0;
//创建信号量
fifo->sem_mutex = sem_create(key);
fifo->sem_full = sem_create(key+1);
fifo->sem_empty = sem_create(key+2);
//设置信号量初始值
sem_setval(fifo->sem_mutex, 1);
sem_setval(fifo->sem_full, blocks);
sem_setval(fifo->sem_empty, 0);
}
else
{
//打开成功,共享内存和信号量已经存在
//共享内存和信号量使用的同一个key;共享内存之间或信号量之间不能用一个key
fifo->shmid = shmid;
fifo->p_shm = shmat(fifo->shmid, NULL, 0);
if(fifo->p_shm == (shmhead_t*)-1)
ERR_EXIT("shmat");
fifo->p_payload = (char *)fifo->p_shm+1;
fifo->sem_mutex = sem_open(key);
fifo->sem_full = sem_open(key+1);
fifo->sem_empty = sem_open(key+2);
}
return fifo;
}
void shmfifo_put(shmfifo_t* fifo, const void* buf)
{
//对信号量sem_full进行P操作;(sem_full = blocks)
//sem_full--
//若sem_full减1后仍大于或等于0,则进程继续执行
//若sem_full减1后小于0,则该进程被阻塞后放入等待该信号量的等待队列中,然后转进程调度
sem_p(fifo->sem_full);
// >=0
//进程对信号量sem_mutex进行P操作,其它写进程将阻塞
sem_p(fifo->sem_mutex);
//将buf拷贝到共享内存中
memcpy(fifo->p_payload + fifo->p_shm->blksize*fifo->p_shm->wr_index, buf, fifo->p_shm->blksize);
//更新写的下标
fifo->p_shm->wr_index = (fifo->p_shm->wr_index+1) % fifo->p_shm->blksize;
//进程对信号量sem_mutex进行V操作,其他写进程可以执行
sem_v(fifo->sem_mutex);
//对共享内存进行V操作;
//sem_empty ++
//若加1后结果大于0,则进程继续执行;
//若相加后结果小于或等于0,则从该信号的等待队列中释放一个等待进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
sem_v(fifo->sem_empty);
}
void shmfifo_get(shmfifo_t* fifo, void* buf)
{
//对信号量sem_empty进行P操作;(sem_full = 0)
//sem_empty--
//若sem_empty减1后仍大于或等于0,则进程继续执行
//若sem_empty减1后小于0,则该进程被阻塞后放入等待该信号量的等待队列中,然后转进程调度
sem_p(fifo->sem_empty);
// >=0
//进程对信号量sem_mutex进行P操作,其它读进程将阻塞
sem_p(fifo->sem_mutex);
//将共享内存拷贝到buf中
memcpy( buf, fifo->p_payload + fifo->p_shm->blksize*fifo->p_shm->rd_index, fifo->p_shm->blksize);
//更新读的下标
fifo->p_shm->rd_index = (fifo->p_shm->rd_index+1) % fifo->p_shm->blksize;
//进程对信号量sem_mutex进行V操作,其他写进程可以执行
sem_v(fifo->sem_mutex);
//对共享内存进行V操作;
//sem_full ++
//若加1后结果大于0,则进程继续执行;
//若相加后结果小于或等于0,则从该信号的等待队列中释放一个等待进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
sem_v(fifo->sem_full);
}
void shmfifo_destory(shmfifo_t *fifo)
{
sem_del(fifo->sem_mutex);
sem_del(fifo->sem_full);
sem_del(fifo->sem_empty);
shmdt(fifo->p_shm);
shmctl(fifo->shmid, IPC_RMID, NULL);
free(fifo);
}
shmfifo_send.c
#include "shmfifo.h"
typedef struct stu
{
int name[32];
int age;
}STU;
int main(void)
{
shmfifo_t *fifo = shmfifo_init(1234, sizeof(STU), 3);
STU s;
memset(&s, 9, sizeof(STU));
s.name[0] = 'A';
int i;
for(i=0; i<5; ++i)
{
s.age = 20 + i;
shmfifo_put(fifo,&s);
s.name[0] = s.name[0] + 1;
printf("send ok\n");
}
return 0;
}
shmfifo_recv.c
#include "shmfifo.h"
typedef struct stu
{
int name[32];
int age;
}STU;
int main(void)
{
shmfifo_t *fifo = shmfifo_init(1234, sizeof(STU), 3);
STU s;
memset(&s, 9, sizeof(STU));
int i;
for(i=0; i<5; ++i)
{
s.age = 20 + i;
shmfifo_get(fifo,&s);
printf("name = %s age = %d\n",s.name, s.age);
}
return 0;
}
shmfifo_free
#include "shmfifo.h"
typedef struct stu
{
int name[32];
int age;
}STU;
int main(void)
{
shmfifo_t *fifo = shmfifo_init(1234, sizeof(STU), 3);
shmfifo_destory(fifo);
return 0;
}
Makefile
.PHONY:clean all
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
BIN = shmfifo_recv shmfifo_send shmfifo_free
OBJS1 = shmfifo_recv.o shmfifo.o ipc.o
OBJS2 = shmfifo_send.o shmfifo.o ipc.o
OBJS3 = shmfifo_free.o shmfifo.o ipc.o
all:$(BIN)
%.o:%.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
shmfifo_recv: ${OBJS1}
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@
shmfifo_send: ${OBJS2}
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@
shmfifo_free: ${OBJS3}
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@
clean:
rm -rf *.o $(BIN)
第三十三章 System V共享内存与信号量综合的更多相关文章
- system v共享内存与信号量综合
ipc.h #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <sys/ipc.h> #include < ...
- 第二十九章 System V共享内存
共享内存数据结构 共享内存函数 shmget int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); 功能: 用于创建共享内存 参数: key : 这个共享内存 ...
- Linux进程通信之System V共享内存
前面已经介绍过了POSIX共享内存区,System V共享内存区在概念上类似POSIX共享内存区,POSIX共享内存区的使用是调用shm_open创建共享内存区后调用mmap进行内存区的映射,而Sys ...
- UNIX环境高级编程——System V 共享内存区
共享内存区域是被多个进程共享的一部分物理内存.如果多个进程都把该内存区域映射到自己的虚拟地址空间,则这些进程就都可以直接访问该共享内存区域,从而可以通过该区域进行通信.共享内存是进程间共享数据的一种最 ...
- Linux IPC实践(9) --System V共享内存
共享内存API #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> int shmget(key_t key, size_t size, int ...
- System V共享内存介绍
(一)简单概念 共享内存作为一种进程间通信的方式,其相较于其他进程间通信方式而言最大的优点就是数据传输速率快.其内部实现的方式采用了Linux进程地址空间中的mmap文件映射区,将文件内容直接映射到各 ...
- 共享内存之——system V共享内存
System V 的IPC对象有共享内存.消息队列.信号灯(量). 注意:在IPC的通信模式下,不管是共享内存.消息队列还是信号灯,每个IPC的对象都有唯一的名字,称为"键(key)&quo ...
- System V共享内存
目录 1. 概述 2. System V共享内存API shmget shmat shmdt shmctl 3. 简单的程序 代码实现 common.h shmcreate.c shmrmid.c s ...
- 阐述linux IPC(五岁以下儿童):system V共享内存
[版权声明:尊重原创.转载请保留源:blog.csdn.net/shallnet 要么 .../gentleliu,文章学习交流,不用于商业用途] system V共享内存和posix ...
随机推荐
- react redux 二次开发流程
在一个大项目中如何引入redux及其相关技术栈(react-redux redux-thunk redux-immutable ),已经成为react前端工程师不可或缺的技能,下面通过实现一个简单的t ...
- sbt 学习笔记(2)sbt生成项目导入eclipse
在sbt配置eclipse插件 C:\Users\Administrator\.sbt\0.13\ 新建plugins目录,在目录中新建plugins.sbt 文件内容为: addSbtPlugin( ...
- 新手安装vue-cli脚手架
首先这片文章借鉴了很多博主的,再此对他们表示感谢. 什么是vue? Vue.js是一套构建用户界面的渐进式框架.Vue 只关注视图层,采用自底向上增量开发的设计. Vue 的目标是通过尽可能简单的 A ...
- 基于微信小程序云开发实现的婚礼邀请函模板,可自行定制开发
这个婚礼邀请函是之前帮别人做的,现在人家婚礼举办过了也没啥关系了,想着就修改成通用模板进行开源,方便大家尤其是小白们克隆项目之后稍微修改就能够直接使用. 当时自己开始这个项目时候也是查阅了很多教程文章 ...
- Pandas处理日常EXCEL表格的便捷操作
第一次写博客,写的可能有点乱,有问题可以一起探讨.格式可能控制也不是太好. 1.日常的数据集大多带有中文格式,例如“公务员招聘岗位汇总.xls”.我们使用pandas的read_csv()函数读取可能 ...
- VMware虚拟机的三种网络管理模式
VMware提供了三种网络工作模式:Bridged(桥接模式).NAT(网络地址转换模式).Host-Only(仅主机模式). 打开VM虚拟机,在选项栏“编辑”->“虚拟网络编辑器”中看到V ...
- BBEdit 13.0 for Mac 打开大文件不吃力
BBEdit 是一款拥有 16 年历史的 HTML 和文本编辑器,拥有高性能且流畅的文本处理能力,适用于 Web 和软件开发者,具备功能丰富且强大的智能搜索.代码折叠.FTP 和 SFTP 管理等功能 ...
- CTFd平台部署
学校要办ctf了,自己一个人给学校搭建踩了好多坑啊..这里记录一下吧 心累心累 这里只记录尝试成功的过程 有些尝试失败的就没贴上来 为各位搭建的时候节省一部分时间吧. ubuntu18搭建 0x01 ...
- [网络流 24 题] luoguP2756 飞行员配对方案问题
[返回网络流 24 题索引] 题目描述 英国皇家空军从沦陷国征募了大量外籍飞行员.由皇家空军派出的每一架飞机都需要配备在航行技能和语言上能互相配合的 222 名飞行员,其中 111 名是英国飞行员,另 ...
- [BZOJ2724] 蒲公英
题目背景 亲爱的哥哥: 你在那个城市里面过得好吗? 我在家里面最近很开心呢.昨天晚上奶奶给我讲了那个叫「绝望」的大坏蛋的故事的说!它把人们的房子和田地搞坏,还有好多小朋友也被它杀掉了.我觉得把那么可怕 ...