嵌入式进程通信

重庆工商大学嵌入式系统设计课程设计报告设计题目 LINUX进程通信设计 学生姓名 专业班级 08计算机 指导老师 设计时间 2010.12.14至 2010.12.28 目录1.设计题目分析3分析：32.主要术语解析31.管道32. 进程43.管道的创建 pipe函数44.写管道w rite 函数45.读管道read 函数56.关闭管道close 函数57延时函数sleep（）53.设计流程51.创建管道52.进程通信64.设计体会8附C程序源代码：81.设计题目分析题目：LINUX进程通信设计 编程实现LINUX操作系统对进程进行控制，利用管道或信号机制实现进程间通信，完成两程序间数据传递，并完成课程设计报告中。分析：本实验主要研究两个不同进程之间（父,子进程）的通信，因此采用简单易设计的无名管道。无名管道主要用于不同进程间通信，它是单向的、先进先出的、无结构的、固定大小的字节流，它把一个进程的标准输出和另一个进程的标准输入连接在一起。写进程在管道的尾端写入数据，读进程在管道的首端读出数据。数据读出后将从管道中移走，其它读进程都不能再读到这些数据。管道提供了简单的流控制机制。在进程之间进行通信的最简单方法是通过文件,其中一个进程写文件, 而另一个进程读文件。这种方法简单易行, 但容易造成内存空间和读文件时间的浪费,应用管道可克服这些缺点。管道实际上是在进程间开辟一个固定大小的缓冲区, 需要发布信息的进程运行写操作, 需要接收信息的进程运行读操作。管道是单向的字节流, 它把一个进程的标准输出和另一个进程的标准输人连接在一起。2.主要术语解析1.管道管道是进程间通信中最古老的方式，它包括无名管道和有名管道两种，前者可用于具有亲缘关系进程间的通信，即可用于父进程和子进程间的通信，后者则克服了管道没有名字的限制，因此，除具有前者所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信，即可用于运行于同一台机器上的任意两个进程间的通信。无名管道由pipe（）函数创建：#include int pipe(int fd2)；参数fd2返回两个文件描述符：fd0为读而打开，fd1为写而打开。fd0的输出是fd1的输入。在Linux系统下，有名管道可由两种方式创建：命令行方式mknod系统调用和函数mkfifo。下面的两种途径都在当前目录下生成了一个名为myfifo的有名管道：方式一：mkfifo(myfifo,rw);方式二：mknod myfifo p生成了有名管道后，就可以使用一般的文件I/O函数如open、close、read、write等来对它进行操作。2. 进程由fork创建的新进程被称为子进程（ child process）。该函数被调用一次，但返回两次。两次返回的区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是子进程的进程ID。 一般来说，在f o r k之后是父进程先执行还是子进程先执行是不确定的。这取决于内核所使用的调度算法。父、子进程之间的区别是：fork的返回值； 进程I D、不同的父进程I D；子进程的tms _ utime , tms_stime , tms_cutime以及tms_ustime设置为0；父进程设置的锁，子进程不继承。3.管道的创建 pipe函数# include int pipe ( int fd 2)函数的参数中有两个文件描述符: fd0用于管道的read 端, fd1用于管道的write 端。创建成功则返回值0, 否则返回-1 值。4.写管道w rite 函数ret = write (fd 1, buf, n)若管道已满, 则被阻塞, 直到管道另一端read 将已进人管道的数据取走为止。5.读管道read 函数ret= read (fd0, buf, n)若管道为空, 且写端文件描述字未关闭, 则被阻塞。若管道写端已关闭, 则返回0。若管道不为空, 分两种情况: 设管道中实际有m个字节) , 如n = m , 则读m 个; 如果n0) /*若从pipe_fd0中读入到buf_r中的字节数大于0*/ printf(%d numbers read from the pipe is %sn,r_num,buf_r);父进程：将数据写入内存中if(write(pipe_fd1,Hello,5)!=-1) /*将字符串Hello输出到pipe_fd1中*/printf(parent write1 success!n); if(write(pipe_fd1, Pipe,5)!=-1) /*将字符串 Pipe输出到pipe_fd1中*/printf(parent write2 success!n);C程序流程图： 图（2）LINUX下的调试结果：4.设计体会两周的课程设计，加深了我对嵌入式这门课程的兴趣，也检验了我对这门课程的掌握，更培养了我的实践能力。通过这次课程设计，使我对进程间的通信有了全面的了解，熟悉了Linux下进程间的通信方式和原理。Linux 平台下进程间通信的方式很多, 其中以管道通信最能体现Linux 平台的特色。Linux 平台下的管道通信中,无名管道可用于具有亲缘关系进程间的通信; 命名管道除具有无名管道所具有的功能外, 它还允许无亲缘关系进程间的通信。管道常用于两个方面: 在shell 中时常会用到管道, 在这种应用方式下, 管道的创建对于用户来说是透明的;用于具有亲缘关系的进程间通信, 用户自己创建管道, 并完成读写操作。附C程序源代码：#include #include #include #include int main() int pipe_fd2; /*创建一个管道，包括两个整数的数组。如果系统调用成功，此数组将包括管道使用的两个文件描述符*/pid_t pid;char buf_r100; /*定义长度为100字节的数组*/int r_num;memset(buf_r,0,sizeof(buf_r); /*将buf_r中100个字节长度初始化为0*/if(pipe(pipe_fd)0) /*若从pipe_fd0中读入到buf_r中的字节数大于0*/ printf(%d numbers read from the pipe is %sn,r_num,buf_r);close(pipe_fd0); /*关闭不再需要的文件描述符*/exit(0); else if(pid0) /*父进程*/ close(pipe_fd0); if(write(pipe_fd1,Hello,5)!=-1) /*将字符串Hello输出到pipe_fd1中*/printf(parent write1 success!n); if(write(pipe_fd1, Pipe,5)!=-1) /*将字符串 Pipe输出到pipe_fd1中*/printf(paren