进程通信实验代码 linux

进程间通信是操作系统中非常重要的一个概念，常用的进程间通信方式包括管道、共享内存、消息队列和信号量等。下面是一个简单的 Linux 进程通信实验代码，使用了共享内存和信号量。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>

#define SHM_SIZE 1024

// 定义信号量结构体
union semun {
    int              val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short  *array;
};

// 函数声明
void P(int semid, int semnum);
void V(int semid, int semnum);

int main() {
    int shmid, semid, pid;
    char *shmaddr;
    union semun sem_arg;

    // 创建共享内存
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, 0666 | IPC_CREAT);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget error");
        exit(1);
    }

    // 分配共享内存
    shmaddr = (char *) shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shmaddr == (void *) -1) {
        perror("shmat error");
        exit(1);
    }

    // 创建信号量
    semid = semget(IPC_PRIVATE, 2, 0666 | IPC_CREAT);
    if (semid == -1) {
        perror("semget error");
        exit(1);
    }

    // 初始化信号量
    sem_arg.val = 1;
    if (semctl(semid, 0, SETVAL, sem_arg) == -1) {
        perror("semctl error");
        exit(1);
    }
    sem_arg.val = 0;
    if (semctl(semid, 1, SETVAL, sem_arg) == -1) {
        perror("semctl error");
        exit(1);
    }

    // 创建子进程
    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if (pid == 0) {  // 子进程
        char *msg = "hello world\n";

        // P 操作
        P(semid, 0);

        // 写入共享内存
        sprintf(shmaddr, "%s", msg);

        // V 操作
        V(semid, 1);
    } else {  // 父进程
        // P 操作
        P(semid, 1);

        // 读取共享内存
        printf("Message: %s", shmaddr);

        // V 操作
        V(semid, 0);

        // 等待子进程结束
        wait(NULL);
    }

    // 删除共享内存和信号量
    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("shmctl error");
    }
    if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, sem_arg) == -1) {
        perror("semctl error");
    }

    return 0;
}

// P 操作
void P(int semid, int semnum) {
    struct sembuf sem_arg;

    sem_arg.sem_num = semnum;
    sem_arg.sem_op = -1;
    sem_arg.sem_flg = SEM_UNDO;

    if (semop(semid, &sem_arg, 1) == -1) {
        perror("semop error");
        exit(1);
    }
}

// V 操作
void V(int semid, int semnum) {
    struct sembuf sem_arg;

    sem_arg.sem_num = semnum;
    sem_arg.sem_op = 1;
    sem_arg.sem_flg = SEM_UNDO;

    if (semop(semid, &sem_arg, 1) == -1) {
        perror("semop error");
        exit(1);
    }
}

该代码创建了一个共享内存和两个信号量，父进程和子进程分别对共享内存进行读写操作。其中，P 和 V 分别是信号量的 P 操作和 V 操作，用于实现进程间的同步。具体实现方法可以参考代码中的注释。