Linux系统下用C语言实现进程同步与互斥

Linux系统下用C语言实现进程同步与互斥

　　这是去年操作系统课程设计实验报告中做的，现在才放出来，迟了点。呵呵。全部用C语言实现的，不涉及C++语言。源代码如下：

/*
 * process_synchronization.c
 * 
 * Copyright 2012 叶剑飞
 *
 * Compile command:
 *        gcc process_synchronization.c -o process_synchronization -std=gnu99 -pedantic -Wall
 * 
  */


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <stdbool.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>

typedef  int COUNT;

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 createSemaphore (  void )
{
     int semid;
    union semun arg;
    semid = semget( IPC_PRIVATE, 1, 0666|IPC_CREAT );
     if ( semid == -1 )
         return -1;
    arg.val = 1;
     if ( semctl( semid, 0, SETVAL, arg ) == -1 )
         return -1;
     return semid;
}

bool destroySemaphore (  int semid )
{
    union semun arg;
     if ( semctl( semid, 0, IPC_RMID, arg ) == -1 )
         return  false;
     else
         return  true;
}

bool P(  int semid )
{
     struct sembuf spos;
    spos.sem_num = 0;
    spos.sem_op  = -1;
    spos.sem_flg = 0;
     if ( semop( semid, &spos, 1 ) == -1 )
         return  false;
     return  true;
}

bool V(  int semid )
{
     struct sembuf spos;
    spos.sem_num = 0;
    spos.sem_op  = 1;
    spos.sem_flg = 0;
     if ( semop( semid, &spos, 1 ) == -1 )
         return  false;
     return  true;
}

int main ( void)
{
     const  int n = 10;
     int maxLoop[7];
    COUNT i;
    pid_t pid;

     int p12 = createSemaphore();
     int p13 = createSemaphore();
     int p24 = createSemaphore();
     int p25 = createSemaphore();
     int p35 = createSemaphore();
     int p46 = createSemaphore();
     int p56 = createSemaphore();
     int p6  = createSemaphore();

    srand( time(NULL) );
     for ( i = 1; i < 7 ; i ++ )
        maxLoop[i] = (rand() % n) + 1;
    P(p12);
    P(p13);
    P(p24);
    P(p25);
    P(p35);
    P(p46);
    P(p56);
    P(p6);

     for ( i = 1; i <= 6 ; i ++ )
    {
         if ( (pid = fork() ) < 0 )
        {
            fprintf( stderr, "fork() error!\n\n" );
             return EXIT_FAILURE;
        }
         else  if ( pid == 0 )
             break;
    }

     switch ( i )
    {
         case 1:
             for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[1] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process one." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p12);
            V(p13);
             return EXIT_SUCCESS;
         case 2:
            P(p12);
             for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[2] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process two." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p24);
            V(p25);
             return EXIT_SUCCESS;
         case 3:
            P(p13);
             for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[3] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process three." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p35);
             return EXIT_SUCCESS;
         case 4:
            P(p24);
             for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[4] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process four." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p46);
             return EXIT_SUCCESS;
         case 5:
            P(p25);
            P(p35);
             for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[5] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process five." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p56);
             return EXIT_SUCCESS;
         case 6:
            P(p46);
            P(p56);
             for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[6] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process six." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p6);
             return EXIT_SUCCESS;
         default:
            P(p6);
            destroySemaphore( p12 );
            destroySemaphore( p13 );
            destroySemaphore( p24 );
            destroySemaphore( p25 );
            destroySemaphore( p35 );
            destroySemaphore( p46 );
            destroySemaphore( p56 );
            destroySemaphore( p6 );
            puts("All Processes have finished.");
             return EXIT_SUCCESS;
    }


     return EXIT_SUCCESS;
}