面试题：C语言中Linux信号量初始化的错误处理

Question

当在C语言中对Linux信号量进行初始化操作时，可能会遇到哪些错误？如何编写代码来检测并处理这些错误，请给出具体示例。

Answer 1

可能遇到的错误

1. 无效的信号量标识符：传递给初始化函数的信号量标识符可能是无效的，例如未正确创建或已被销毁。
2. 权限问题：进程可能没有足够的权限来初始化信号量，比如在某些系统中，需要特定的用户权限（如root权限）来操作信号量。
3. 资源不足：系统的信号量资源可能已耗尽，无法再创建新的信号量或对其进行初始化。

检测并处理错误的代码示例

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

// 联合体用于semctl调用
union semun {
    int val;                /* 用于SETVAL */
    struct semid_ds *buf;   /* 用于IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short *array;  /* 用于GETALL, SETALL */
    struct seminfo *__buf;  /* 用于IPC_INFO (Linux-specific) */
};

int main() {
    key_t key;
    int semid;

    // 生成一个唯一的键值
    key = ftok(".", 'a');
    if (key == -1) {
        perror("ftok");
        return 1;
    }

    // 创建信号量集
    semid = semget(key, 1, IPC_CREAT | 0666);
    if (semid == -1) {
        perror("semget");
        return 1;
    }

    union semun arg;
    arg.val = 1;  // 初始化信号量值为1

    // 初始化信号量
    if (semctl(semid, 0, SETVAL, arg) == -1) {
        perror("semctl SETVAL");
        // 清理创建的信号量集
        if (semctl(semid, 0, IPC_RMID) == -1) {
            perror("semctl IPC_RMID");
        }
        return 1;
    }

    printf("信号量初始化成功\n");

    // 这里可以进行其他使用信号量的操作

    // 程序结束时清理信号量集
    if (semctl(semid, 0, IPC_RMID) == -1) {
        perror("semctl IPC_RMID");
        return 1;
    }

    return 0;
}

在上述代码中：

1. ftok函数：用于生成一个唯一的键值，如果失败，perror函数会打印错误信息。
2. semget函数：用于创建信号量集，如果失败，同样使用perror打印错误信息。
3. semctl函数：用于初始化信号量（SETVAL操作），如果初始化失败，首先打印错误信息，然后尝试删除刚创建的信号量集（IPC_RMID操作）以清理资源。如果删除信号量集也失败，同样打印错误信息。成功初始化后，程序会打印“信号量初始化成功”。程序结束时，再次使用semctl删除信号量集。