操作系统作业2 进程和进程通信.doc

实验二 进程和进程通信实验报告（一）实验目的n 通过使用进程和进程通信方面的系统调用的，加深理解有关进程方面的基本概念。通过实验对进程有进一步的感性认识，掌握系统V的IPC机制。 （二）实验题目n 1设计一个程序，创建一个子进程，使父子进程合作，协调地完成某一功能。要求在该程序中还要使用进程的睡眠、进程图象改换、父进程等待子进程终止、信号的设置与传送（包括信号处理程序）、子进程的终止等有关进程的系统调用。n 2利用UNIX的消息通信机制、共享内存机制（要用信号灯实施进程间的同步和互斥）实现两个进程间的数据通信。具体的通信数据可从一个文件读出，接收方进程可将收到的数据写入一个新文件，以便能判断数据传送的正确性（对文件操不熟悉的同学可不必通过读写文件，只要键盘输入和输出至屏幕进行比较即可）。 （蓝字部分对一般同学不作要求）（三）实验报告要求n 要求在实验室当场调试完成，经老师检查通过，登记，实验报告可免做。n 对于因特殊情况，不能到实验室上机的同学，可在自己的Linux机器上机，但要求写实验报告，包括题目、数据结构的说明，画出程序框图，在源程序中加入注释，说明程序的测试方法和测试结果，以及实验总结或体会。n 在实验报告中要有一幅Linux系统运行的截图，截图中要注释实验者的姓名或学号。实验报告不要做压缩文件。n 为了截图，可以建立以学号为用户名的帐号，或在命令行中输入姓名或学号（会显示出错，没有关系），或在程序加入注释，再对其截图。n 至少要完成一道实验题。一、运行程序（一）、数据结构说明和程序框图1、数据结构说明main()函数：子进程的创建都是在main()函数里面；signalfun(),是信号SIGUSR1对应的处理函数；writetofile函数，是对一个文件写如一定的内容的函数；readfromfile,是从一个文件里面读取内容的函数。2、程序框图如下：开始Fork()输入字符，并写入文件结束YesNo子进程读取父进程写入的文件，并处理，处理后写回文件子进程结束后，从文件读取子进程处理结果，显示结果向子进程传送信号，并阻塞本身，等待子进程结束初始化处理后是数据字符？进程图像转换NoYes（二）、源程序1、父子进程程序#include #include main()int pid,status = 1;void func();signal(SIGUSR1,func); /* 预置信号处理程序,将SIGUSR1设置为func函数的功能*/while (pid=fork( )=-1);if (pid) /* 父进程 */printf(It is the parent process.n);printf(Parent: will send signal.n);kill(pid,SIGUSR1); /* 发送信号,即发送执行func函数的信息 */pid = wait(&status); /* 父进程等待子进程终止 */printf(Child process %d,status=%d n,pid,status);else /* 子进程 */sleep (2); /* 等待接受信号 */printf(It is the child process.n);printf(Child：signal is received.n);execvp (pwd,(char*)0); /* 映像改换,显示当前工作区,exevcp不用给出具体路径,(char*)0指向pwd命令 */printf(execl error.n); /* 映像改换失败 */exit(2);printf (Parent process finish. n); void func ()system(date);2、消息通信机制/* msgcom.h */#include #include #include #include #define MSGKEY 5678struct msgtypelong mtype;int text;#include msgcom.hmain()/* 请求进程 */struct msgtype buf;int qid,pid;qid=msgget(MSGKEY,IPC_CREAT|0666);/* MSGKEY为约定的消息队列关键字,访问控制权限为0666 */buf.mtype=1;/* 请求进程发送消息标识为1 */buf.text=pid=getpid();/* 请求进程发送消息内容为进程标识 */msgsnd(qid,&buf,sizeof(buf.text), IPC_NOWAIT|04000);/* 发送消息正文长度为buf的大小 */msgrcv(qid,&buf,512,pid,MSG_NOERROR);/* 指定接收mtype=pid的信息，即请求进程发送给服务器处理后的信息 */printf(Request received a massags from server, type is: %dn,buf.mtype);#include msgcom.hmain()/* 服务器进程 */struct msgtype buf;int qid;if(qid=msgget(MSGKEY,IPC_CREAT|0666)= -1)return(-1); /* 出错处理 */while(1)msgrcv(qid,&buf,512,1,MSG_NOERROR);/* 接收所有请求进程发送的消息 */printf(Server receive a request from process %dn,buf.text);buf.mtype=buf.text;/* 将请求进程的标识数作为mtype的值，以便于请求进程识别 */msgsnd(qid,&buf,sizeof(int),IPC_NOWAIT|04000);/* 将消息发送给请求进程 */3、共享内存机制#include #include #include #include #include #define SHMKEY 18001 /* 共享内存关键字 */#define SHMKEY2 18002#define SIZE 1024 /* 共享内存长度 */#define SEMKEY1 19001 /* 信号灯组1关键字 */#define SEMKEY2 19002 /* 信号灯组2关键字 */#define SEMKEY3 19003 /* 信号灯组3关键字 */static void semcall(sid,op)int sid,op;struct sembuf sb;sb.sem_num = 0;/* 信号灯编号0 */sb.sem_op = op;/* 信号灯操作数加1或减1 */sb.sem_flg = 0;/* 操作标志 */if(semop(sid,&sb,1) = -1)perror(semop); /* 出错处理 */;int creatsem(key) /* 信号灯组创建及初始化程序 */key_t key;int sid;union semun /* 如sem.h中已定义，则省略 */int val;struct semid_ds *buf;ushort *array; arg;if(sid=semget(key,1,0666|IPC_CREAT)=-1)/* 创建1个关键字为1的信号灯组,访问控制权限为0666 */perror(semget); /* 出错处理 */arg.val=1;/* 初值为1 */if(semctl(sid,0,SETVAL,arg)=-1)/* 将信号灯组的第一个信号灯的初值置1 */perror(semctl); /* 出错处理 */return(sid);void P(sid)int sid;semcall(sid,-1); /*对关键字为sid信号灯组值减1，相当于wait */void V(sid)int sid;semcall(sid,1); /*对关键字为sid信号灯组值加1，相当于signal */main()char *segaddr,*segaddr2;int segid,segid2,sid1,sid2,sid3; if(segid=shmget(SHMKEY,SIZE,IPC_CREAT|0666)=-1) /* 创建共享内存段 */perror(shmget); /* 出错处理 */if(segid2=shmget(SHMKEY2,SIZE,IPC_CREAT|0666)=-1) /* 创建共享内存段2 */perror(shmget); /* 出错处理 */ segaddr=shmat(segid,0,0); /* 将共享内存映射到进程数据空间 */segaddr2=shmat(segid2,0,0); /* 将共享内存2映射到进程数据空间 */sid1=creatsem(SEMKEY1); /* 创建三个信号灯，初值为1 */sid2=creatsem(SEMKEY2);sid3=creatsem(SEMKEY3);P(sid2); /* 置信号灯2值为0，表示缓冲区1空 */P(sid3); /* 置信号灯3值为0，表示缓冲区2空 */if(!fork()if(!fork()while(1) /* 子进程的子进程，接收和输出 */P(sid3);printf(Received from Parent: %sn,segaddr2);printf(Received from Grandparent: %sn,segaddr);V(sid1);while(1)/* 子进程，输入和存储 */ P(sid2);scanf(%s,segaddr2);V(sid3);while(1) /* 父进程，输入和存储 */P(