试验5--2011211102--车红岫

操作系统
实验报告
哈尔滨工程大学
计算机科学与技术学院
第一讲实验环境的使用
一、实验概述
1. 实验名称
进程的同步
2. 实验目的
使用EOS的信号量，编程解决生产者与消费者问题，理解进程同步的意义。

调试跟踪EOS信号量的工作过程，理解进程同步的原理。

修改EOS的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。

3. 实验类型（验证、设计）
验证+设计
4. 实验内容
3.1 准备实验
3.2 使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题
3.3 调试EOS信号量的工作过程
3.3.1 创建信号量
3.3.2.2 释放信号量（不唤醒）
3.3.2.3 等待信号量（阻塞）
3.3.2.4 释放信号量（唤醒）
3.4 修改EOS的信号量算法
二、实验环境
Os Lab ,C语言
三、实验过程（每次实验不一定下面6条都写，根据实际情况定）
1．需要解决的问题及解答
（1）P143，生产者在生产了13号产品后本来要继续生产14号产品，可此时生产者为什么必须等待消费者消费了4号产品后，才能生产14号产品呢？生产者和消费者是怎样使用同步对象来实现该同步过程的呢？
生产东西，供消费者消费；消费者进程的功能：消费生产者生产的东西。

生产者生产产品并存入缓冲区供消费者取走使用，消费者从缓冲器内取出产品去消费。

在生产者和消费者同时工作时，必须禁止生产者将产品放入已装满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。

此时生产了从0到13的14个产品，但是
只消费了从0到3的4个产品，所以缓冲池中的10个缓冲区就都被占用了，所以必须等待消费者消费了4号产品后，才能生产14号产品生产者线程通过等待empty 信号量使空缓冲区数量减少了1，通过释放full信号量使满缓冲区数量增加了1，这样就表示生产者线程生产了一个产品并占用了一个缓冲区。

只有当消费者线程从缓冲池中消费了一个产品，从而产生一个空缓冲区后，生产者线程才会被唤醒并继续生产十四号产品
Empty信号量计数的值已经由-1增加为了0，需要调用PspWakeThread函数唤醒阻塞在Empty信号量等待队列中的生产者线程（放入就绪队列中），然后调用PspSchedule函数执行调度，这样生产者线程就得以继续执行。

（2）P145-3.4 修改EOS的信号量算法(只看一次消费1个产品的，一次消费2个产品的可以写到实验报告中)
修改后运行结果
（3）P147-四、思考与练习-2. 绘制ps/semaphore.c文件内PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数的流程图。

2. 源程序并附上注释
（1）修改PsWaitForSemaphore函数
if(Semaphore->Count>0){
Semaphore->Count--;
Status = STATUS_SUCCESS;
}//若信号量大于零，说明有资源，可以为线程分配
else if(Semaphore->Count==0)
Status=PspWait(&Semaphore->WaitListHead, Milliseconds);
KeEnableInterrupts(IntState); // 原子操作完成，恢复中断。

return Status;int mm=Semaphore->Count;
//
// 目前仅实现了标准记录型信号量，每执行一次信号量的释放操作
// 只能使信号量的值增加 1。

//
(2)修改PsReleaseSemaohore函数
while((!ListIsEmpty(&Semaphore->WaitListHead))&&(ReleaseCount)){
PspWakeThread(&Semaphore->WaitListHead,
STATUS_SUCCESS);
ReleaseCount--;
}
Semaphore->Count=mm+ReleaseCount;
//
// 可能有线程被唤醒，执行线程调度。

//
Status = STATUS_SUCCESS;
}
KeEnableInterrupts(IntState); // 原子操作完成，恢复中断。

return Status;
（3）修改Producer 函数中等待信号量的代码行Empty
while(WAIT_TIMEOUT == WaitForSingleObject(EmptySemaphoreHandle, 300))
{ printf("Producer wait for empty semaphore timeout\n"); }
WaitForSingleObject(MutexHandle, INFINITE);
(4)修改Consumer函数中等待Full信号量的代码行
while(WAIT_TIMEOUT == WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, 300))
{ printf("Consumer wait for full semaphore timeout\n"); }
WaitForSingleObject(MutexHandle, INFINITE);
四、实验体会
经过本次实验,初步了解操作系统的进程同步的过程。

自己也明显的感觉到了对oslab的操作越来越灵活了。

通过本次实验，也了解到了EOS内核提供了三种专门用于线程同步的内核对象：互斥（Mutex）对象、信号量（Semaphore）对象和事件（Event）对象。

另外，EOS中的进程对象和线程对象也支持同步功能。