測試框架

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

#include "myipc_sem.h"
#include "myipc_shm.h"

void Test(int var)
{

  int cnt = 0
 
;
  int ret = 0;
  int shmdl = 0;
  int *addr = NULL;
  key_t key ;
  int semid = 0;

  //利用獲取的key開啟/建立訊號量集合
  key = ftok("./",'a');

  //建立訊號量集合--預設建立1個訊號量
  ret = sem_open(key, &semid);
  if(ret == SEMERR_ENOXIST)
  {
    ret = sem_create(key, &semid);
    if(ret != 0)
    {
      printf("sem_create err\n"
 
);
      return -1;
    }
  }

  //sem_p(semid);//p操作
      printf("Aloha!Fork()....%d\n",var);
      ret = IPC_CreatShm("./", sizeof(int), &shmdl);
      if(ret != 0)
      {
        printf("IPC_CreatShm err\n");
        return -1;
      }

      ret = IPC_MapShm(shmdl,(void**)&addr);

      cnt = ++(*addr);

      printf
 
("cnt:%d\n",cnt);

      ret = IPC_UnMapShm(addr);//顯示解除對映關係
  //sem_v(semid);//v操作

  printf("child: %d exit!\n=================================================================\n",getpid());   
}

int main()
{
  int loop_num = 0;
  int proc_num = 0;
  int i = 0,j = 0;
  pid_t pid ;

  int  ret = 0;
  int  shmdl = 0; 
  key_t key = 0; 
  int semid = 0;

  signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
  printf("Input the procnum:\n");
  scanf("%d",&proc_num);

  printf("Input the loopnum:\n");
  scanf("%d",&loop_num);

  //建立共享記憶體--父程序建立的時候使用的key和子程序一樣，
  //所以即使在子程序再次建立，實則是獲取已存在的共享記憶體--所以是同一塊共享記憶體
  //當然可以在子程序裡面不再重新呼叫建立共享記憶體的函式（實際上也沒有真的建立）
  //可以通過向子程序傳遞已經建立好的共享記憶體ID--讓他對映到自己的記憶體空間
  //就算父程序沒有建立，眾多子程序建立了，只要key一樣--就是同一塊共享記憶體
  ret = IPC_CreatShm("./", sizeof(int), &shmdl);
  if(ret != 0)
  {
    printf("IPC_CreatShm err\n");
    return -1;
  }


  //利用獲取的key開啟/建立訊號量集合
  key = ftok("./",'a');

  //建立訊號量集合--預設建立1個訊號量
  //儘管子程序再次呼叫該部分程式碼--表面上重新建立訊號量
  //但由於key相同，系統裡面已經有父程序建立的訊號量，所以他們是同一個訊號量集合
  //原理和父子程序建立共享記憶體一樣
  ret = sem_open(key, &semid);
  if(ret == SEMERR_ENOXIST)
  {
    ret = sem_create(key, &semid);
    if(ret != 0)
    {
      printf("sem_create err\n");
      return -1;
    }
  }

  int val= 1;

  ret = sem_set(semid, val);//設定訊號量計數值--預設設定第1個，下標位0
  if(ret == -1)
  {
    printf("sem_set err\n");
    return -1;
  }

  ret = sem_get(semid, &val);//獲取訊號量計數值
  if(ret != 0)
  {
    printf("sem_get err\n");
    return -1;
  }

  printf("val:%d\n",val);

  for(i= 0; i < proc_num;i++)
  {
    pid = fork();
    if(0 == pid)
    { 
      sem_p(semid);//p操作
          printf("child : %d\tparent : %d\n",getpid(),getppid());//父程序如果退出以後，會將建立的子程序託孤給init程序--1號程序--父程序的PID就是1 
          for(j = 0;j < loop_num;j++)
          {
            Test(j);
          }
      sem_v(semid);//v操作
      //一旦子程序完成任務立即結束子程序--避免子程序執行下一次迴圈的fork--避免子生孫
      //程序結束的同時，Linux核心還會自動撤銷當前程序與共享記憶體的對映關係
      exit(0);

      //如果程序不結束，則對映關係不會自動解除，除非顯示呼叫shmdt函式，
      //則ipcs命令看到的ntach選項就是所有程序的數量--表示多少個程序與該塊記憶體連線
      //while(1);
    }
  }
  wait(NULL);

  IPC_DelShm(shmdl);
  return 0;
}

訊號量模組

標頭檔案

#ifndef __MYIPC_SEM_H__
#define __MYIPC_SEM_H__

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>

#include <sys/time.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>

#define SEM_NUM 1

#define SEMERR_BASE 100
#define SEMERR_PARAM (SEMERR_BASE+1)
#define SEMERR_EXIST (SEMERR_BASE+2)
#define SEMERR_ENOXIST (SEMERR_BASE+3)


typedef 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) */
}semun_t;

#if 0
typedef struct sembuf{
  unsigned short sem_num;  /* semaphore number */
  short          sem_op;   /* semaphore operation */
  short          sem_flg;  /* operation flags */
}sembuf_t;
#endif

typedef struct sembuf sembuf_t;

int sem_create(key_t key,int *semid);
int sem_open(key_t key,int *semid);
int sem_set(int semid,int val);
int sem_get(int semid,int* val);
int sem_p(int semid);
int sem_v(int semid);

#endif

實現檔案

#include "myipc_sem.h"

//封裝建立訊號量集合的程式碼
int sem_create(key_t key,int *semid)
{
  int sem_id = 0;
  int ret = 0;

  if(semid == NULL)
  {
    ret = SEMERR_PARAM;
    perror("argv err\n");
    return ret;
  }
  sem_id = semget(key,SEM_NUM,0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL);
  if(sem_id == -1)
  {
    ret = SEMERR_EXIST;
    perror("semget");
    if(errno == EEXIST)
    {
      printf("Judge by self..exist\n");
    }
    return ret;
  }
  *semid = sem_id;

  return ret;
}

//封裝開啟已存在的訊號量集合
int sem_open(key_t key,int *semid)
{
  int sem_id = 0;
  int ret = 0;

  if(semid == NULL)
  {
    ret = SEMERR_PARAM;

    perror("argv err\n");
    return ret;
  }
  sem_id = semget(key,SEM_NUM,0666);
  if(sem_id == -1)
  {
    if(errno == ENOENT)
    {
      printf("Judge by self..exist\n");
      ret = SEMERR_ENOXIST;
      return ret;
    }
  }
  *semid = sem_id;

  return ret;
}

//設定訊號量集合裡面的訊號量的計數值
int sem_set(int semid,int val)
{
  int ret = 0;

  if(semid < 0)
  {
    return -1;
  }
  semun_t su;
  su.val = val;
  ret = semctl(semid,0,SETVAL,su);
  return ret;
}

//獲取訊號量集合裡面的訊號量的計數值
int sem_get(int semid,int* val)
{
  int ret = 0;
  if(semid < 0)
  {
    return -1;
  }
  semun_t su;
  ret = semctl(semid,0,GETVAL,su);//這裡需要特別注意
  if(ret == -1)//返回-1表示semctl失敗--直接返回
    return ret;
  else//非零表示獲取成功--但是返回值需要設定位0--上層應用收到0表示呼叫成功
    ret = 0;
  *val = su.val;//將獲取到的值甩出去到上層應用
  return ret;
}


//原子p操作
int sem_p(int semid)
{
  int ret = 0;

  sembuf_t buf = {0,-1,0};//一般預設是從第0個訊號量開始，第三個引數預設是0表示阻塞模式

  ret = semop(semid,&buf,1 );//只操作一個訊號量

  return ret;
}

//原子v操作
int sem_v(int semid)
{
  int ret = 0;

  sembuf_t buf = {0,+1,0};//一般預設是從第0個訊號量開始，第三個引數預設是0表示阻塞模式

  ret = semop(semid,&buf,1);//只操作一個訊號量

  return ret;
}

共享記憶體模組

標頭檔案

#ifndef __MYIPC_SHM_H__
#define __MYIPC_SHM_H__

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define _OS_LINUX_

#if defined _OS_LINUX_
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <memory.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/msg.h>
#include "myipc_shm.h" 

#endif


#ifdef __cplusplus 
extern "C" {
#endif

int IPC_CreatShm(char *shmseedfile, int shmsize, int *shmhdl);

int IPC_MapShm(int shmhdl,void **mapaddr);

int IPC_UnMapShm(void *unmapaddr);

int IPC_DelShm(int shmhdl);


#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

實現檔案

#include "myipc_shm.h"

int shmflag = 0;
int shmkey;

/***********************************************************************
  功能描述：    建立共享記憶體
  引數說明：    shmname  [in]  是共享記憶體名,系統中唯一標誌
                shmsize  [in]  是要建立的共享記憶體的大小；
                shmhdl   [out] 共享記憶體的控制代碼.
  返回值：      返回0函式執行成功；非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int IPC_CreatShm(char *shmseedfile, int shmsize, int *shmhdl)
{
    if(shmflag == 0)            //判斷介面中共享記憶體key是否已經存在
    {
        shmkey = ftok(shmseedfile, 'c');
        if (shmkey == -1)
        {
            perror("ftok");
            return -1;
        }

        shmflag = 1;
    }

    //建立共享記憶體
    *shmhdl = shmget(shmkey,shmsize,IPC_CREAT|0666);
    if (*shmhdl == -1)          //建立失敗
        return -2;
    return 0;

}
/***********************************************************************
  功能描述：    關聯共享記憶體
  引數說明：    shmhdl   [in]  共享的控制代碼
                mapaddr [out] 共享記憶體首地址
  返回值：      返回0函式執行成功；非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int
IPC_MapShm(int  shmhdl, void  **mapaddr)
{
    void *tempptr = NULL;

    //連線共享記憶體
    tempptr = (void *)shmat(shmhdl,0,SHM_RND);
    if (tempptr == (void*)-1)       //共享記憶體連線失敗
        return -1;
    *mapaddr = tempptr;         //匯出共享記憶體首指標

    return 0;
}
/***********************************************************************
  功能描述：    取消共享記憶體關聯
  引數說明：    unmapaddr   [in] 共享記憶體首地址
  返回值：      返回0函式執行成功；非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int IPC_UnMapShm(void *unmapaddr)
{
    int  rv;
    //取消連線共享記憶體 
    rv = shmdt((char *)unmapaddr);
    if (rv == -1)           //取消連線失敗
        return -1;

    return 0;
}
/***********************************************************************
  功能描述：    刪除共享記憶體
  引數說明：    shmhdl   [in]  共享的控制代碼
  返回值：      返回0函式執行成功；非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int IPC_DelShm(int shmhdl)
{
    int  rv;
    //刪除共享記憶體
    rv = shmctl(shmhdl,IPC_RMID,NULL);
    if(rv < 0)              //刪除共享記憶體失敗
        return -1;
    return 0;
}

Makefile檔案

CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
BIN=app 
.PHONY:clean all 

all:$(BIN)
$(BIN):mulfork.o myipc_sem.o myipc_shm.o
    $(CC) $(CFLAGS) $^ -o [email protected]
%.o:%.c 
    $(CC) $(CFLAGS) -c $^ -o [email protected]

clean:
    rm -f *.o $(BIN)