实验五：进程间通信

实验五：进程间通信●实验目的：学会进程间通信方式：无名管道，有名管道，信号，共享内存●实验要求：（一）在父进程中创建一无名管道，并创建子进程来读该管道，父进程来写该管道（二）在进程中为SIGBUS注册处理函数，并向该进程发送SIGBUS信号（三）创建一共享内存，实现放进程间通信●实验器材：软件：安装了Linux的vmware虚拟机硬件：PC机一台●实验步骤：（一）无名管道的使用1、编写实验代码pipe_rw.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>int main(){int pipe_fd[2];pid_t pid;char buf_r[100];char* p_wbuf;int r_num;memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));/*创建管道*/if(pipe(pipe_fd)<0){printf("pipe create error\n");return -1;}/*创建子进程*/if((pid=fork())==0) //子进程执行代码{//1、子进程先关闭了管道的写端//2、让父进程先运行，这样父进程先写子进程才有内容读//3、读取管道的读端，并输出数据//4、关闭管道的读端，并退出}else if(pid>0) //父进程执行代码{//1、父进程先关闭了管道的读端//2、向管道写入字符串数据//3、关闭写端，并等待子进程结束后退出}return 0;}2、编译应用程序pipe_rw.c3、运行应用程序子进程先睡两秒让父进程先运行，父进程分两次写入“hello”和“pipe”，然后阻塞等待子进程退出，子进程醒来后读出管道里的内容并打印到屏幕上再退出，父进程捕获到子进程退出后也退出4、由于fork函数让子进程完整地拷贝了父进程的整个地址空间，所以父子进程都有管道的读端和写端。

我们往往希望父子进程中的一个进程写一个进程读，那么写的进程最后关掉读端，读的进程最好关闭掉写端（二）信号处理1、编写实验代码sig_bus.c#include <signal.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//1、自定义信号处理函数，处理SIGBUS信号，打印捕捉到信号即可int main(){printf("Waiting for signal SIGBUS \n ");//2、注册信号处理函数pause();//将进程挂起直到捕捉到信号为止exit(0);}用signal系统调用为SIGBUS信号注册信号处理函数my_func，然后将进程挂起等待SIGBUS信号。

所以需要向该进程发送SIGBUS信号才会执行自定义的信号处理函数2、编译应用程序sig_bus.c3、运行应用程序先先一个终端中运行sig_bus，会看到进程挂起，等待信号然后在另一个终端中，查找到运行sig_bus这个产生的进程号，用kill命令发送SIGBUS信号给这个进程我们可以看到前面挂起的进程在接收到这个信号后的处理用自定义信号处理函数my_func来处理，所以打印了I have get SIGBUS这样一句话（三）共享内存1、本实验利用共享内存完成两个进程之间的通信，发送端的消息类型设置为该进程的进程号（可以取其他值），接收端接收消息（类似消息队列的功能），这里同时需要采用信号量为同步机制完善两个进程间的通信。

2、下面是共享内存缓冲区的数据结构的定义/* shm_com.h */#ifndef SHM_COM_H#define SHM_COM_H#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#define SHM_BUFF_SZ 2048struct shm_buff{int pid;char buffer[SHM_BUFF_SZ];};#endif /* SHM_COM_H */以下是发送端的部分程序，请完善信号量的操作代码/* producer.c */#include "shm_com.h"#include <signal.h>int ignore_signal(void){signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGSTOP, SIG_IGN);signal(SIGQUIT, SIG_IGN);return 0;}int main(){void *shared_memory = NULL;struct shm_buff *shm_buff_inst;char buffer[BUFSIZ];int shmid, semid;ignore_signal(); /* 防止程序非正常退出*//* 创建一个信号量*//* 初始值为1 *//* 创建共享内存*/shmid = shmget(ftok(".", 'b'), sizeof(struct shm_buff), 0666|IPC_CREAT);if (shmid == -1){perror("shmget failed");//删除信号量exit(1);}/* 将共享内存地址映射到当前进程地址空间*/shared_memory = shmat(shmid, (void*)0, 0);if (shared_memory == (void*)-1){perror("shmat");//删除信号量exit(1);}printf("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);/* 获得共享内存的映射地址*/shm_buff_inst = (struct shm_buff *)shared_memory;do{printf("Enter some text to the shared memory(enter 'quit' to exit):");/* 向共享内存写入数据*/if (fgets(shm_buff_inst->buffer, SHM_BUFF_SZ, stdin) == NULL){perror("fgets");sem_v(semid);break;}shm_buff_inst->pid = getpid();} while(strncmp(shm_buff_inst->buffer, "quit", 4) != 0);/* 删除信号量*//* 删除共享内存到当前进程地址空间中的映射*/if (shmdt(shared_memory) == 1){perror("shmdt");exit(1);}exit(0);}以下是接收端程序部分，请完善信号量操作的代码/* customer.c */#include "shm_com.h"int main(){void *shared_memory = NULL;struct shm_buff *shm_buff_inst;int shmid, semid;/* 获得信号量*//* 获得共享内存*/shmid = shmget(ftok(".", 'b'), sizeof(struct shm_buff), 0666|IPC_CREAT);if (shmid == -1){perror("shmget");exit(1);}/* 将共享内存地址映射到当前进程地址空间*/shared_memory = shmat(shmid, (void*)0, 0);if (shared_memory == (void*)-1){perror("shmat");exit(1);}printf("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);/* 获得共享内存的映射地址*/shm_buff_inst = (struct shm_buff *)shared_memory;do{printf("Shared memory was written by process %d :%s", shm_buff_inst->pid, shm_buff_inst->buffer);if (strncmp(shm_buff_inst->buffer, "quit", 4) == 0){break;}shm_buff_inst->pid = 0;memset(shm_buff_inst->buffer, 0, SHM_BUFF_SZ);} while(1);/* 删除共享内存到当前进程地址空间中的映射*/if (shmdt(shared_memory) == -1){perror("shmdt");exit(1);}/* 删除共享内存*/if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1){perror("shmctl(IPC_RMID)");exit(1);}exit(0);}3、实验结果上机报告要求：1、总结pipe()，signal()，shmget()函数定义原型，返回值和参数的意义2、利用有名管道FIFO实现类似第一个实验的功能，一个程序fifo_read.c写数据”Hi Linux”，另一个程序fifo_write.c读数据并打印出来。