/*
 * process_synchronization.c
 * 
 * Copyright 2012 叶剑飞
 *
 * Compile command:
 *        gcc process_synchronization.c -o process_synchronization -std=gnu99 -pedantic -Wall
 * 
 */


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

typedef int COUNT;

union semun {
    int               val;    /* Value for SETVAL */
    struct semid_ds * buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short  * array;  /* Array for GETALL, SETALL */
    struct seminfo  * __buf;  /* Buffer for IPC_INFO
                     (Linux-specific) */
};

int createSemaphore ( void )
{
    int semid;
    union semun arg;
    semid = semget( IPC_PRIVATE, 1, 0666|IPC_CREAT );
    if ( semid == -1 )
        return -1;
    arg.val = 1;
    if ( semctl( semid, 0, SETVAL, arg ) == -1 )
        return -1;
    return semid;
}

bool destroySemaphore ( int semid )
{
    union semun arg;
    if ( semctl( semid, 0, IPC_RMID, arg ) == -1 )
        return false;
    else
        return true;
}

bool P( int semid )
{
    struct sembuf spos;
    spos.sem_num = 0;
    spos.sem_op  = -1;
    spos.sem_flg = 0;
    if ( semop( semid, &spos, 1 ) == -1 )
        return false;
    return true;
}

bool V( int semid )
{
    struct sembuf spos;
    spos.sem_num = 0;
    spos.sem_op  = 1;
    spos.sem_flg = 0;
    if ( semop( semid, &spos, 1 ) == -1 )
        return false;
    return true;
}

int main (void)
{
    const int n = 10;
    int maxLoop[7];
    COUNT i;
    pid_t pid;

    int p12 = createSemaphore();
    int p13 = createSemaphore();
    int p24 = createSemaphore();
    int p25 = createSemaphore();
    int p35 = createSemaphore();
    int p46 = createSemaphore();
    int p56 = createSemaphore();
    int p6  = createSemaphore();

    srand( time(NULL) );
    for ( i = 1; i < 7 ; i ++ )
        maxLoop[i] = (rand() % n) + 1;
    P(p12);
    P(p13);
    P(p24);
    P(p25);
    P(p35);
    P(p46);
    P(p56);
    P(p6);

    for ( i = 1; i <= 6 ; i ++ )
    {
        if ( (pid = fork() ) < 0 )
        {
            fprintf( stderr, "fork() error!\n\n" );
            return EXIT_FAILURE;
        }
        else if ( pid == 0 )
            break;
    }

    switch ( i )
    {
        case 1:
            for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[1] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process one." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p12);
            V(p13);
            return EXIT_SUCCESS;
        case 2:
            P(p12);
            for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[2] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process two." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p24);
            V(p25);
            return EXIT_SUCCESS;
        case 3:
            P(p13);
            for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[3] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process three." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p35);
            return EXIT_SUCCESS;
        case 4:
            P(p24);
            for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[4] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process four." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p46);
            return EXIT_SUCCESS;
        case 5:
            P(p25);
            P(p35);
            for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[5] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process five." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p56);
            return EXIT_SUCCESS;
        case 6:
            P(p46);
            P(p56);
            for ( COUNT j = 0 ; j < maxLoop[6] ; j ++ )
            {
                puts( "I am process six." );
                usleep( 500000 );
            }
            V(p6);
            return EXIT_SUCCESS;
        default:
            P(p6);
            destroySemaphore( p12 );
            destroySemaphore( p13 );
            destroySemaphore( p24 );
            destroySemaphore( p25 );
            destroySemaphore( p35 );
            destroySemaphore( p46 );
            destroySemaphore( p56 );
            destroySemaphore( p6 );
            puts("All Processes have finished.");
            return EXIT_SUCCESS;
    }


    return EXIT_SUCCESS;
}