操作系统实验2

实验报告
（ 2014/ 2015 学年第一学期）
课程名称操作系统A
实验名称进程间通信实验
实验时间2014 年11 月 5 日指导单位计算机学院计算机科学与技术系
指导教师徐鹤
学生姓名王生荣班级学号B12040809 学院(系) 计算机学院专业软件工程
实验名称进程间通信实验指导教师徐鹤
实验类型验证实验学时 2 实验时间2014.11.5
一、实验目的和要求
1.学习和了解进程控制的基本和常用的系统调用，掌握进程创建系统调用的使用
fork wait sleep exit exec等等
2. 查看 /usr/src/include/sched.h中的task_struct 数据结构，并分析Linux 操作系统进程状态。

3.通过进程创建的应用实例，深刻理解进程创建的过程：从一个进程中创建两个子进程，主进程等待，先从两个子进程中输出信息，最后从主进程中输出信息。

4.掌握建立调用者/服务者的关系和进程通信的方法，通过编程实验在两个进程之间实现进程间消息传递功能。

二、实验环境(实验设备)
Windows XP + VMWare + RedHat Linux 8
三、实验过程描述与结果分析
1、编写一C语言程序，实现在程序运行时通过系统调用fork（）创建两个子进程，使父、子三进程并发执行，父亲进程执行时屏幕显示“parent”，儿子进程执行时屏幕显示“son”，女儿进程执行时屏幕显示“daughter”。

2、多次连续反复运行这个程序，观察屏幕显示结果的顺序，直至出现不一样的情况为止。

记下这种情况，试简单分析原因。

3、修改程序，在父、子进程中分别使用wait，exit等调用“实现”其同步推进，多次反复运行改进后的程序，观察并记录运行结果。

实验一：
1、fork（）系统调用：
创建一个新进程。

系统调用格式：pid=fork()
参数定义： int fork()
Fork()返回值意义如下：
0：在子进程中，pid变量保存的fork（）返回值为0，表示当前进程是子进程。

>0：在父进程中，pid变量保存的fork（）返回值为子进程的pid值（进程唯一标识符）。

-1：创建失败。

2、wait（）系统调用
等待子进程运行结束。

如果子进程没有完成，父进程一直等待。

Wait（）将调用进程挂起，直至其子进程因暂停或终止而发来软中断信号为止。

系统调用格式：int wait（status）
参数定义： int *status；
其中，status是用户空间的地址，为0表示子进程顺利结束，非0则表示出现了各种各样的问题。

3、exit（）系统调用
终止进程的执行。

系统调用格式：void exit （status)
参数定义： int status；
其中，status是返回父进程的一个整数。

Exit（0）表示进程正常终止，exit（1）表示进程运行有错，异常终止。

源代码：
#include<stdio.h>
main()
{
int p1,p2,i;
while((p1=fork())==-1);
if (p1==0)
for (i=0;i<4;i++)
printf("daughter%d\n",i);
else
{
while((p2=fork())==-1);
if (p2==0)
for(i=0;i<4;i++)
printf("son%d\n",i); else
for(i=0;i<4;i++)
printf("parent%d\n",i);
}
}
修改后代码：
#include<stdio.h>
main()
{
int pid;
pid=fork();
switch(pid)
{
case -1:
printf("fork fail!\n");
exit(1);
case 0:printf("subprocess!\n"); exit(0);
default:
wait(0);
printf("completed!\n"); exit(0);
}
}
实验一结果：
实验二：
1、消息的创建,发送和接受。

使用系统调用msgget()，msgsnd()，msgrev(),及msgctl()编制消息的发送和接受程序。

2、server.c程序后台运行，client.c程序前台运行，server.c先于client.c运行。

源代码：
顾客程序
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#define MSGKEY 75
struct msgform
{
long mtype;
char mtext[256];
}
main()
{
struct msgform msg;
int msgqid, pid,*pint;
msgqid=msgget(MSGKEY,0777);
pid=getpid();
pint=(int*)msg.mtext;
*pint=pid;
msg.mtype=1;
msgsnd(msgqid,&msg,sizeof(int),0);
msgrcv(msgqid,&msg,256,pid,0);
printf(“client:receive from pid%d\n”,*pint);
exit(0);
}
服务者程序
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#define MSGKEY 75
struct msgform
{
long mtype;
char mtext[256];
}
main()
{
int j,pid,*pint;
extern cleanup();
for (j=0;j<20;j++)
signal(j,cleanup);
msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);
for(;;)
{
msgrcv(msgqid,&msg,256,1,0);
pint=(int*)msg.ntext;
pid=*pint;
printf(“server:receive from pid %d\n”,pid);
msg.mtype=pid;
*pint=getpid();
msgsne(msgqid,&msg,sizeof(int),0);
}
}
cleanup()
{
msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);
exit(0);
}
实验二结果：
实验报告
四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）
这次Linux的试验让我学会了如何使用进程间的通信，虽然还有好多不懂的地方，但是我通过询问同学和老师来学习和了解进程控制的基本和常用的系统调用，掌握进程创建系统调用的使用，最终能够顺利的完成实验。

但是在实验中，我发现自己在编程时对于命令符的掌握不够熟练，常常发生一些错误，这使我不得不重新开始编写，这造成了很大的麻烦，浪费了许多时间。

通过这次试验，我学到了很多东西，但是也认识到自己的。

知道了不足，我会去弥补，以后我会常编程来提高自己的熟练度，减少在编程中由于不能熟练掌握编程语言而发生的错误。

五、指导教师评语
成绩批阅人日期
10。