6.a,b两点之间是一段东西走向的单向车道，现要设计一个管理系统，规则如下：当ab之间有车行驶，同方向车可以进入ab段，反方向车必须在外等待；当ab之间无车行驶，到达a点(或b点)的车可以进入ab段，但不能从a、b点同时进入；当某方向在ab段行驶的车驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车进入ab段行驶。请用信号量机制对ab段进行正常管理以保证行车安全。

这里可以使用两个信号量实现对车道的管理：一个是同向车可进入的信号量，一个是反向车可进入的信号量。

首先，同向车可以进入ab段时，需要先申请同向车可进入信号量，如果同向车可进入信号量的值大于等于0，则表示可以进入ab段，同时同向车可进入信号量的值减1，表示有一辆同向车已经进入ab段。如果同向车可进入信号量的值小于0，则表示当前有反向车在ab段行驶，同向车需要等待。

反向车进入ab段时，需要先申请反向车可进入信号量，如果反向车可进入信号量的值等于0，则表示当前没有同向车在ab段行驶，反向车可以进入ab段。此时，反向车可进入信号量的值减1，表示有一辆反向车已经进入ab段。如果反向车可进入信号量的值小于0，则表示当前有同向车在ab段行驶，反向车需要等待。

当某方向在ab段行驶的车驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车进入ab段行驶。这时，需要根据当前同向车可进入信号量和反向车可进入信号量的值来判断哪个方向的车可以进入ab段。如果同向车可进入信号量的值小于0，且反向车可进入信号量的值大于等于0，则表示此时应该让反向车进入ab段行驶。此时，反向车可进入信号量的值减1，表示有一辆反向车已经进入ab段。如果同向车可进入信号量的值大于等于0，且反向车可进入信号量的值小于0，则表示此时应该让同向车进入ab段行驶。此时，同向车可进入信号量的值减1，表示有一辆同向车已经进入ab段。

同时，如果有车到达a点或b点，需要先检查同向车可进入信号量和反向车可进入信号量的值，根据相应的规则决定是否可以进入ab段行驶。

下面是示例代码：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
#include <pthread.h>  
#include <semaphore.h>  

#define N 10  // 最多同时可行驶的车辆数

sem_t mutex;  // 互斥信号量，用于保护同向车可进入和反向车可进入信号量
sem_t same_dir;  // 同向车可进入信号量
sem_t opposite_dir;  // 反向车可进入信号量
int same_count = 0;  // 当前同向车可进入的车辆数
int opposite_count = 0;  // 当前反向车可进入的车辆数

// 车辆结构体
typedef struct {
    int id;  // 车辆编号
    int dir;  // 行驶方向，0表示从a到b，1表示从b到a
} Car;

// 模拟车辆进入ab段行驶
void enter_ab(Car *car) {
    if (car->dir == 0) {  // 从a到b方向的车
        sem_wait(&mutex);  // 申请互斥信号量
        same_count++;  // 同向车可进入的车辆数加1
        if (same_count == 1) {  // 第一个同向车进入ab段，需要申请同向车可进入信号量
            sem_wait(&same_dir);
        }
        sem_post(&mutex);  // 释放互斥信号量
        printf("Car %d is driving from a to b.\n", car->id);
        sleep(1);  // 模拟车辆行驶
        sem_wait(&mutex);  // 申请互斥信号量
        same_count--;  // 同向车可进入的车辆数减1
        if (same_count == 0) {  // 最后一个同向车离开ab段，需要释放同向车可进入信号量
            sem_post(&same_dir);
        }
        sem_post(&mutex);  // 释放互斥信号量
    } else {  // 从b到a方向的车
        sem_wait(&mutex);  // 申请互斥信号量
        opposite_count++;  // 反向车可进入的车辆数加1
        if (opposite_count == 1) {  // 第一个反向车进入ab段，需要申请反向车可进入信号量
            sem_wait(&opposite_dir);
        }
        sem_post(&mutex);  // 释放互斥信号量
        printf("Car %d is driving from b to a.\n", car->id);
        sleep(1);  // 模拟车辆行驶
        sem_wait(&mutex);  // 申请互斥信号量
        opposite_count--;  // 反向车可进入的车辆数减1
        if (opposite_count == 0) {  // 最后一个反向车离开ab段，需要释放反向车可进入信号量
            sem_post(&opposite_dir);
        }
        sem_post(&mutex);  // 释放互斥信号量
    }
}

// 模拟车辆到达a点或b点
void arrive(char *point, Car *car) {
    if (same_count < N && (car->dir == 0 || opposite_count == 0)) {  // 可以进入ab段行驶
        enter_ab(car);
    } else {  // 不能进入ab段行驶，需要等待
        printf("Car %d is waiting at %s.\n", car->id, point);
        sleep(1);  // 模拟等待
        arrive(point, car);
    }
}

// 模拟车辆行驶
void *drive(void *arg) {
    Car *car = (Car *)arg;
    arrive("a", car);  // 车辆到达a点
    arrive("b", car);  // 车辆到达b点
    printf("Car %d has arrived at destination.\n", car->id);
    free(car);  // 释放车辆结构体内存
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    sem_init(&mutex, 0, 1);  // 初始化互斥信号量为1
    sem_init(&same_dir, 0, N);  // 初始化同向车可进入信号量为N
    sem_init(&opposite_dir, 0, 0);  // 初始化反向车可进入信号量为0

    pthread_t tid[20];  // 创建20个线程模拟20辆车
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        Car *car = (Car *)malloc(sizeof(Car));
        car->id = i;
        car->dir = i % 2;
        pthread_create(&tid[i], NULL, drive, (void *)car);
    }

    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }

    sem_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&same_dir);
    sem_destroy(&opposite_dir);

    return 0;
}