操作系统进程同步实验报告.doc

实验三:进程同步实验一、实验任务:(1)掌握操作系统得进程同步原理;（2）熟悉liｎux得进程同步原语;(3）设计程序,实现经典进程同步问题。二、实验原理：(1）Ｐ、V操作ﻩPV操作由P操作原语与V操作原语组成(原语就是不可中断得过程)，对信号量进行操作,具体定义如下:P（S)：①将信号量Ｓ得值减1,即S=Ｓ-1;②如果S³0,则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态,排入等待队列。V(S):①将信号量Ｓ得值加1，即S=S+１；②如果S＞０,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量得进程。（2)信号量ﻩ信号量（semaｐｈoｒe）得数据结构为一个值与一个指针,指针指向等待该信号量得下一个进程。信号量得值与相应资源得使用情况有关。当它得值大于0时,表示当前可用资源得数量;当它得值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源得进程个数。注意,信号量得值仅能由PＶ操作来改变。一般来说,信号量S³0时,S表示可用资源得数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源,因此Ｓ得值减1；当S＜0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别得进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S得值加1；若S£0,表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态得进程,使之运行下去。(3)liｎux得进程同步原语①ｗait(）；阻塞父进程,子进程执行；②#incｌude<sｙs/typeｓ、h＞#iｎcｌｕde<sys/iｐc、h>keｙ_tftok（cｈaｒ*pathname,chaｒpｒｏj);它返回与路径ｐaｔhnamｅ相对应得一个键值。③inｔｓeｍgeｔ(ｋeｙ＿tkey,intnｓeｍs，iｎtsｅmflg)参数keｙ就是一个键值,由ftok获得,唯一标识一个信号灯集,用法与mｓggeｔ()中得key相同;参数nsems指定打开或者新创建得信号灯集中将包含信号灯得数目;seｍｆｌg参数就是一些标志位。参数kｅｙ与sｅｍｆlｇ得取值，以及何时打开已有信号灯集或者创建一个新得信号灯集与msｇgｅt(）中得对应部分相同。该调用返回与健值ｋｅｙ相对应得信号灯集描述字。调用返回:成功返回信号灯集描述字,否则返回－1。④intsｅmop(intｓeｍid,sｔructsｅmｂuf*sops，unsiｇｎedｎsｏps);sｅmid就是信号灯集ID,sｏpｓ指向数组得每一个sｅmbuf结构都刻画一个在特定信号灯上得操作。nsoｐｓ为ｓopｓ指向数组得大小。⑤intsｅmcｔl(intsemｉd，intｓemｎum,iｎtｃmd,unｉonsｅmuｎａrg)该系统调用实现对信号灯得各种控制操作,参数semiｄ指定信号灯集，参数ｃmd指定具体得操作类型;参数semｎum指定对哪个信号灯操作,只对几个特殊得cmｄ操作有意义;arｇ用于设置或返回信号灯信息。三、实验源程序:#incｌｕde<sys／tyｐeｓ、h＞#inclｕde<sys／ipｃ、h>#inｃlude<syｓ/ｓem、h>#ｉｎcluｄe<errno、ｈ>#iｎｃｌuｄe<sｔdｌｉｂ、h＞#inclｕｄｅ<stdｉｏ、h>#ｉnclｕde<fcnｔｌ、h＞＃iｎｃlude<uｎistd、h>#inclｕde＜ｓtｒing、h>＃inｃludｅ＜sys/stat、h＞#iｎclｕde<sys／ｔypes、ｈ＞＃ｉnclｕde＜sys/ｉpｃ、h>#ｉncluｄe＜sys/sｈm、h>#definｅPERMS_IRUSＲ|Ｓ_IWUSR＃definｅＳEMKEY(ｋey_ｔ)0x200tyｐedefuｎioｎ_ｓenｕｍ｛intｖal;ｓｔruｃtｓｅmｉd_ｄｓ*ｂｕｆ;ushｏrt*ａrｒay;}semun;ｉｎｔsｅmid；statｉcinｔcounｔ=0;ＦILE*fp,*ｆp1,＊fp2;sｔrｕctsｅmbuｆprmutｅｘ={０，－1,0},pwmutex={1,-１,0}，ｐs={2，－1，0};sｔructsemｂufvrmutex={０,1，0},vｗｍuｔｅx={1，1,0},vs={２,１，０};ｉntinitseｍ（){semunx;ｘ、ｖａl＝1;if((seｍｉd＝seｍｇeｔ(SEMＫEY，3,06０0|ＩPC＿ＣREAT|IPC_EXＣＬ）)=＝-1）{if(ｅrrｎo＝=ＥEXIＳT)seｍid=seｍgｅｔ（SEMKＥY,3,0)；}iｆ(semcｔｌ（sｅｍiｄ,0,ＳETVAL,x)＝=－1){pｅrrｏr("seｍctlfａｉleｄ\n");rｅturn(-1);}ｉｆ(ｓｅmctl(semid,1,SETVAL，x)==-1）{ｐerｒor("semcｔlfａｉlｅd＼ｎ"）;rｅturｎ（-1);}ｉf（sｅｍc