learning msg queue including signal mutex and sem.
2025-6-1 at LongQuan
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src/msg_queu_test.c
Normal file
@ -0,0 +1,267 @@
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <unistd.h>
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#include <sys/types.h>
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#include <semaphore.h>
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||||
#include <pthread.h>
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#include <assert.h>
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#include <string.h>
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#include <stdatomic.h>
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#include <signal.h>
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#define DEBUG 0
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volatile atomic_int sigrcved = 0;
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// malloc and free
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void sig_handler(int sig)
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{
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atomic_store(&sigrcved, 1);
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}
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#define UNKONW_TYPE "unknown mem type"
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#define XMALLOC(SIZE, TYPE) xmalloc((SIZE), #TYPE)
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#define XFREE(P, TYPE) xfree((P), #TYPE)
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#define LOG_INFO(INFO) printf("[INFO]-%s\n", #INFO);
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typedef enum
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{
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FALSE = 0,
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TRUE = 1
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} bool_t;
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void *xmalloc(size_t size, char *type)
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{
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void *p = NULL;
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#if DEBUG
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printf("malloc %u bytes memory for %s\n", size, type ? type : UNKONW_TYPE);
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||||
#endif
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p = malloc(size);
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assert(p);
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memset(p, 0x0, size);
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return p;
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}
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void xfree(void *p, char *type)
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{
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if (!p)
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{
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#if DEBUG
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printf("free %s encounter one null pointer\n", type ? type : UNKONW_TYPE);
|
||||
#endif
|
||||
return;
|
||||
}
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#if DEBUG
|
||||
printf("free %s\n", type ? type : UNKONW_TYPE);
|
||||
#endif
|
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free(p);
|
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}
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// typedef unsigned int size_t;
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// msg define
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struct mmsg
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{
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||||
size_t len;
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char msg[0];
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};
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typedef struct mmsg msg_t;
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// msg queue
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struct mqueue
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{
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pthread_mutex_t mtx;
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||||
size_t capcity;
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||||
size_t head;
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||||
|
||||
size_t tail;
|
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||||
sem_t queue_fully;
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||||
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||||
sem_t queue_empty;
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||||
|
||||
msg_t *msg_lst[0];
|
||||
};
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typedef struct mqueue *pMqueue_t;
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pMqueue_t mqueue_create(size_t cap)
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{
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||||
pMqueue_t pq = NULL;
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||||
if (cap < 1)
|
||||
return NULL;
|
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||||
pq = XMALLOC(sizeof(struct mqueue) + cap * sizeof(msg_t *), mqueue object);
|
||||
pq->capcity = cap;
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||||
|
||||
return pq;
|
||||
}
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||||
bool_t mqueue_init(pMqueue_t mq)
|
||||
{
|
||||
|
||||
if (!mq)
|
||||
return FALSE;
|
||||
|
||||
if (pthread_mutex_init(&mq->mtx, NULL) < 0)
|
||||
{
|
||||
LOG_INFO(failed to init mtx);
|
||||
return FALSE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (sem_init(&mq->queue_fully, 0, 0) < 0)
|
||||
{
|
||||
LOG_INFO(faild to init sem);
|
||||
return FALSE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (sem_init(&mq->queue_empty, 0, mq->capcity) < 0)
|
||||
{
|
||||
LOG_INFO(faild to init sem);
|
||||
return FALSE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return TRUE;
|
||||
}
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||||
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||||
void mqueue_destory(pMqueue_t pq)
|
||||
{
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// may consume all unhandled msg first
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||||
pthread_mutex_destroy(&pq->mtx);
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||||
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||||
sem_destroy(&pq->queue_empty);
|
||||
sem_destroy(&pq->queue_fully);
|
||||
|
||||
XFREE(pq, "mqueu");
|
||||
}
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||||
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||||
msg_t *get_new_msg(char *info)
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||||
{
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||||
msg_t *pmsg = NULL;
|
||||
|
||||
size_t len = strlen(info);
|
||||
pmsg = XMALLOC(sizeof(msg_t) + len + 1, msg type);
|
||||
|
||||
memcpy(pmsg->msg, info, len);
|
||||
pmsg->len = len;
|
||||
|
||||
return pmsg;
|
||||
}
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||||
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||||
void *producer_task(void *arg)
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||||
{
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||||
|
||||
pMqueue_t pq = arg;
|
||||
msg_t *msg = NULL;
|
||||
int msg_id = 0;
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||||
char info[256] = {0};
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||||
if (pq == NULL)
|
||||
return NULL;
|
||||
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||||
while (1)
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||||
{
|
||||
if (sigrcved)
|
||||
{
|
||||
printf("proudcer stop as SIGINT recived\n");
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
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||||
sprintf(info, "msg from %lu at %d times", pthread_self(), msg_id++);
|
||||
|
||||
msg = get_new_msg(info);
|
||||
sem_wait(&pq->queue_empty);
|
||||
|
||||
pthread_mutex_lock(&pq->mtx);
|
||||
|
||||
int loc = (pq->head + pq->capcity) % pq->capcity;
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||||
|
||||
pq->msg_lst[loc] = msg;
|
||||
pq->head++;
|
||||
|
||||
pthread_mutex_unlock(&pq->mtx);
|
||||
sem_post(&pq->queue_fully);
|
||||
|
||||
msg = NULL;
|
||||
memset(info, 0x0, sizeof(info));
|
||||
sleep(2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void *consumer_task(void *arg)
|
||||
{
|
||||
pMqueue_t pq = arg;
|
||||
if (pq == NULL)
|
||||
return NULL;
|
||||
|
||||
msg_t *pmsg = NULL;
|
||||
|
||||
while (1)
|
||||
{
|
||||
if (sigrcved)
|
||||
{
|
||||
printf("consumer stop as SIGINT recived\n");
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
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||||
sem_wait(&pq->queue_fully);
|
||||
|
||||
pthread_mutex_lock(&pq->mtx);
|
||||
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||||
pmsg = pq->msg_lst[pq->tail];
|
||||
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||||
pq->tail = (pq->tail + 1 + pq->capcity) % pq->capcity;
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||||
|
||||
pthread_mutex_unlock(&pq->mtx);
|
||||
sem_post(&pq->queue_empty);
|
||||
|
||||
printf("consumer recv msg:%s\n", pmsg->msg);
|
||||
XFREE(pmsg, "msg type");
|
||||
|
||||
sleep(1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
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||||
int main(int argc, char const *argv[])
|
||||
{
|
||||
|
||||
signal(SIGINT, sig_handler);
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||||
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pMqueue_t pq;
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||||
pq = mqueue_create(5);
|
||||
mqueue_init(pq);
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#define PRODUCER_NUM 2
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||||
pthread_t producer[PRODUCER_NUM] = {0}, consumer;
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||||
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||||
for (int idx = 0; idx < PRODUCER_NUM; ++idx)
|
||||
{
|
||||
pthread_create(&producer[idx], NULL, producer_task, pq);
|
||||
}
|
||||
|
||||
pthread_create(&consumer, NULL, consumer_task, pq);
|
||||
|
||||
pthread_join(consumer, NULL);
|
||||
|
||||
printf("main thread stop\n");
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
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