多進程雙buffer讀取並處理

題目要求

編寫Linux平臺下的兩個C語言程序實現以下功能：
（1）X、Y兩個進程相互配合實現對輸入文件中數據的處理，並將處理結果寫入輸出文件。
（2）X進程負責讀分塊取輸入文件，並將輸入數據利用共享內存傳輸給Y進程。
（3）Y進程負責將讀入的數據（假定皆爲文本數據）所有處理成大寫，而後寫入輸出文件。
（4）爲提升並行效率，X、Y兩個進程之間建立2個共享內存區A、B。X讀入數據到A區，而後用Linux的信號或信號量機制通知Y進程進行處理；在Y處理A區數據時，X繼續讀入數據到B區；B區數據被填滿以後，X進程通知Y進程處理，本身再繼續向A區讀入數據。如此循環直至所有數據處理完畢。

解題

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <ctype.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

const int BUFFER_SIZE = 2048;

int main(int argc, char const *argv[])
{
argv[1];
    // 文件
    int inputFile, outputFile;
    inputFile = open(argv[1], O_RDONLY);
    if(inputFile <= 0 ){
        printf("no file %s \n", argv[1]);
        return 0;
    }
    outputFile = open("./output.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);

    // 信號量
    sem_t *sem1;
    sem_t *sem2;
    sem1 = sem_open("sem1", O_CREAT, 0666, 1);
    sem2 = sem_open("sem2", O_CREAT, 0666, 0);

    // 共享內存
    // 定義交換空間結構體
    struct switchBuffer
    {
        char buffer[BUFFER_SIZE];
        int flag;
    };
    struct switchBuffer *buffera; // 交換空間a，b
    struct switchBuffer *bufferb;
    int shmaId, shmbId;

    // 建立共享內存
    shmaId = shmget((key_t)11, sizeof(buffera), 0666 | IPC_CREAT);
    shmbId = shmget((key_t)22, sizeof(bufferb), 0666 | IPC_CREAT);

    // 主進程讀取數據
    // 子進程處理後寫入數據
    pid_t cpid;
    cpid = fork();
    if (cpid < 0)
    {
        printf("error in fork\n");
    }
    else if (cpid == 0)
    {
        // 子進程
        printf("child process pid: %d \t", getpid());

        // 共享內存映射到進程空間
        buffera = (struct switchBuffer *)shmat(shmaId, 0, 0);
        bufferb = (struct switchBuffer *)shmat(shmbId, 0, 0);
        int switchFlag = 1;
        while(1)
        {
            sem_wait(sem2);
            if (switchFlag)
            {
                for (int i = 0; i < buffera->flag; ++i)
                {
                    buffera->buffer[i] = toupper(buffera->buffer[i]);
                }
                write(outputFile, buffera->buffer, buffera->flag);
            }
            else
            {
                for (int i = 0; i < bufferb->flag; ++i)
                {
                    bufferb->buffer[i] = toupper(bufferb->buffer[i]);
                }
                write(outputFile, bufferb->buffer, bufferb->flag);
            }
            switchFlag = !switchFlag;
            sem_post(sem1);
        }
    }
    else
    {
        // 主進程
        // 共享內存映射到進程空間
        buffera = (struct switchBuffer *)shmat(shmaId, 0, 0);
        bufferb = (struct switchBuffer *)shmat(shmbId, 0, 0);

        int fileFlag = 0;
        int switchFlag = 1;

        // 1.讀取文件->buffer a
        // 2.等待處理進程
        // 3.觸發處理進程
        // 4.讀取文件->buffer b
        // 5.等待處理進程
        // 6.觸發處理進程

        // 開始時預先觸發2,開始運行任務
        // 經過read文件爲0判斷終止條件
        // 終止後再次等待處理線程處理最後的一個buffer
        while (1)
        {
            if (switchFlag)
            {
                fileFlag = read(inputFile, buffera->buffer, BUFFER_SIZE);
                buffera->flag = fileFlag;
            }
            else
            {
                fileFlag = read(inputFile, bufferb->buffer, BUFFER_SIZE);
                bufferb->flag = fileFlag;
            }
            switchFlag = !switchFlag;
            if (fileFlag <= 0)
                break;
            sem_wait(sem1);
            sem_post(sem2);
        }
        sem_wait(sem1);
    }

    // destory
    close(inputFile);
    close(outputFile);
    sem_close(sem1);
    sem_close(sem2);
    sem_unlink("sem1");
    sem_unlink("sem2");
    shmdt(buffera);
    shmdt(bufferb);
    shmctl(shmaId, IPC_RMID, 0);
    shmctl(shmbId, IPC_RMID, 0);
    printf("over\n");
    return 0;
}