Unix : Programmation Système

TD 6 - Les IPC

C. Drocourt
I.U.T. Amiens
drocourt@iut-amiens.fr

Le but de ce TD est simplement de se familiariser avec le fonctionnement des IPC, pour cela vous allez étudier les trois exemples de programmes suivants associés à chaque type d'IPC.

Exercice 1 : Les sémaphores

/* Programme 1 IPC - semaphore - processus createur */

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h>

int main()
{
key_t cle;
struct sembuf operation;
int semid;

if((cle = ftok(".",12)) == -1) {
   fprintf(stderr,"Probleme de cle\n");
   exit(2);
}

if((semid=semget(cle, 1, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600)) == -1)
{
    perror("\nErreur de création de sémpahore");
    exit(1);
}

/* Initialisation du sémaphore à 0 */
semctl(semid,0,SETVAL,0);

printf("Je suis la tache 1 et je suis en section critique pendant 5 secondes ... \n");
sleep(5);
printf("T1 : Fin de section critique, operation V sur le semaphore ...\n");
operation.sem_num=0;
operation.sem_op=1;
operation.sem_flg=0;
if (semop(semid,&operation,1)==-1) {
    perror("\nImpossible de décrémenter le sémaphore");
    exit(3);
}
printf("Fin de T1\n");
exit(0);
}

/* Programme 2 IPC - semaphore - processus destructeur */

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h>

int main()
{
key_t cle;
struct sembuf operation;
int semid;

if((cle = ftok(".",12)) == -1) {
   fprintf(stderr,"Probleme de cle\n");
   exit(2);
}

if((semid=semget(cle,1,0))==-1)
{
    perror("\nErreur de création de sémpahore");
    exit(1);
}

/* Initialisation du sémaphore à 0 */

printf("Je suis la tache 2 et j'attend le semaphore ... \n");
operation.sem_num=0;
operation.sem_op=-1;
operation.sem_flg=0;
if (semop(semid,&operation,1)==-1) {
    perror("\nImpossible de décrémenter le sémaphore");
    exit(3);
}
printf("Je suis la tache 2 et je peux rentrer en section critique ... \n");
sleep(5);
printf("Fin de T2\n");
semctl(semid,0,IPC_RMID);
exit(0);
}

Exercice 2 : Les segments de mémoire partagée

/* prod.c */

/*
ce programme lit une suite de nombres, et effectue
le cumul dans une variable en memoire partagee.
*/

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

struct donnees {
int nb;
int total;
};

int main(void)
{
key_t cle;
int id;
struct donnees *commun;
int reponse;

cle = ftok(".",'A');
if (cle==-1) {
    perror("ftok");
    exit(EXIT_FAILURE);
};
id = shmget(cle,
              sizeof(struct donnees),
              IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);
if (id == -1) {
    switch(errno) {
      case EEXIST :
        fprintf(stderr,"Le segment existe d?j?\n");
        break;
      default:
        perror("shmget");
        break;
    }
    exit(EXIT_FAILURE);
};
commun = (struct donnees *)shmat (id,NULL,SHM_R | SHM_W);
if (commun == NULL) {
    perror("shmat");
    exit(EXIT_FAILURE);
};

commun->nb    = 0;
commun->total = 0;

while(1)
{
    printf("+ ");
    if (scanf("%d",&reponse)!=1) break;
    commun->nb++;
    commun->total += reponse;
    printf("sous-total %d= %d\n",commun->nb,commun->total);
};
printf("---\n");
if (shmdt((char *)commun) == -1) {
    perror("shmdt");
    exit(EXIT_FAILURE);
};
/* suppression segment */
if (shmctl(id,IPC_RMID,NULL) == -1) {
    perror("shmctl(remove)");
    exit(EXIT_FAILURE);
};
exit(EXIT_SUCCESS);
}

/* cons.c */

/*
   Ce programme affiche le contenu de la memoire partagee
   Arret par Contrele-C
*/

/*
   fonctionne seulement si prod et cons sont lances
   dans le meme repertoire (voir ftok(".",'A')).
*/

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

struct donnees {
int nb;
int total;
};

int encore;

void arret(int signal)
{
encore=0;
}

int main(void)
{
key_t cle;
int id;
struct donnees *commun;
struct sigaction a;

cle = ftok(".",'A');
if (cle==-1) {perror("ftok"); exit(EXIT_FAILURE);};
id = shmget(cle,sizeof(struct donnees),0);

if (id == -1) {
    switch(errno) {
      case ENOENT:
        printf("pas de segment\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
      default:
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    };
};
commun = (struct donnees *)shmat (id,NULL,SHM_R);
if (commun == NULL) {
    perror("shmat");
    exit(EXIT_FAILURE);
};

encore = 1;

a.sa_handler = arret;
sigemptyset(&a.sa_mask);
a.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT,&a,NULL);

while(encore)
{
    sleep(2);
    printf("sous-total %d= %d\n",commun->nb,commun->total);
};

printf("---\n");
if ( shmdt((char *)commun) == -1) {
    perror("shmdt");
    exit(EXIT_FAILURE);
};
exit(EXIT_SUCCESS);
}

Exercice 3 : Les files de messages

/* rcv.c */

/*
   affiche les messages qui proviennent
   d'une file (IPC System V)
*/

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define MAXTEXTE 1000
struct tampon {
long mtype;
char mtext[MAXTEXTE];
};

int id,encore=1;

void arret(int signal)
{
encore=0;
msgctl(id,IPC_RMID,NULL);
}

int main(int argc,char *argv[])
{
int cle;
struct sigaction a;

if (argc!=2) {
    fprintf(stderr,"Usage: %s cle\n", argv[0]);
    exit(1);
};
cle = atoi(argv[1]);
id = msgget (cle,IPC_CREAT | 0666);
if (id == -1)
{
    perror("msgget");
    exit(EXIT_FAILURE);
};

a.sa_handler = arret;
sigemptyset(&a.sa_mask);
a.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT,&a,NULL);

while(encore) {
    int l;
    struct tampon msg;
    l = msgrcv(id,(struct msgbuf *)&msg,MAXTEXTE,0L,0);
    if(l == -1)
    {
      perror("msgrcv");
      exit(EXIT_FAILURE);
    };
    printf("(type=%ld) %s\n",msg.mtype,msg.mtext);
};
exit(EXIT_SUCCESS);
}

/* snd.c */

/*
   envoi des messages dans une file (IPC System V)
*/

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

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define MAXTEXTE 1000
struct tampon {
long mtype;
char mtext[MAXTEXTE];
};

int main(int argc,char *argv[])
{
int cle,id, mtype;
if (argc!=3) {
    fprintf(stderr,"Usage: %s cle type\n", argv[0]);
    exit(1);
};
cle = atoi(argv[1]);
mtype= atoi(argv[2]);
id   = msgget (cle,0666);
if (id==-1) {
    perror("msgget");
    exit(EXIT_FAILURE);
};

while(1) {
    int l;
    struct tampon msg;
    printf("> ");
    fgets(msg.mtext, MAXTEXTE, stdin);
    l = strlen(msg.mtext);
    msg.mtype = mtype;
    if (msgsnd(id,(struct msgbuf *)&msg,l+1,0) == -1)
    {
      perror("msgsnd");
      exit(EXIT_FAILURE);
    };
};
}