操作系统综合实验

实验报告
班级学号姓名同组实验者
实验名称实验5：操作系统综合实验日期2013年11 月日
一、实验目的：
1) 通过在Linux进程之间进行的通信实例来学习并发程序设计的方法。

2) 通过Linux进程通信的程序设计与实现，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Linux进程管理概念。

3) 通过阅读和分析Linux实验程序，学习Linux程序设计、调试和运行的方法。

二、实验内容：
并发程序设计的关键是使用创建进程的系统调用，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，如果程序中没有创建进程的动作则为顺序程序设计。

本实验中的并发程序例子完成两个程序child和father之间的数据传递工作，具体做法分为四步。

步骤1：编制并发程序pipeline.c。

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为pipeline.c。

在该程序中定义管道和文件描述符，并且创建子进程child。

该程序用到的系统调用有pipe() 、dup() 、fork() 、close、execl() 、exit，它们的功能分别是建立管道、复制旧的文件描述符到新的文件描述符、创建进程并使子进程与父进程有相同的程序正文、关闭文件描述符、用指定文件覆盖调用程序、撤销当前进程。

步骤2：编制“管道写”程序father.c作为父进程的一部分工作。

其内容如下：
单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为father.c。

步骤3：编制“管道读”程序child.c作为子进程的一部分工作。

其内容如下：
单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为child.c。

三、程序清单：
清单4-1 pipeline.c
// 定义管道程序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
# define STD_INPUT 0 // 定义标准输入设备描述符指针，是linux默认的
# define STD_OUTPUT 1 // 定义标准输出设备描述符指针，是linux默认的
int fd[2]; //定义2个文件描述符指针
main( )
{
static char process1[]="father",process2[]="child";
pipe(fd); // 定义管道，返回文件描述符fd[0]，fd[1]
// fd[1] 用来向管道中写入数据
// fd[0]在另一端用来读出数据
pipeline(process1,process2); // 调用自定义函数pipeline()
exit(1); // 程序结束
}
pipeline(char* process1,char* process2)
{
int i; //用于创建进程的PID
while ( (i=fork( ) ) = = -1 ); // 创建进程，直到创建成功为止
if (i) // 父进程返回时的执行代码
{
close(fd[0]); // 关闭管道输出描述符（父进程不使用fd[0]）
close(STD_OUTPUT); // 关闭标准输出描述符1(原来是写到显示器的指针)
dup(fd[1]); // 指定标准输出描述符1为管道写指针，以后写到标准
//输出的内容都写到fd[1]指出的文件
//dup 使用最小号码的没有使用的描述符指针作为新描述符指针
// 则：拷贝fd[1]指向的文件描述符到指针号1指向的文件描述符close(fd[1]); // 关闭原始管道写指针
execl(process1, process1, 0); // 用程序father覆盖当前程序
printf(" father failed.\n"); // execl()执行失败才执行这一行
}
else //子进程返回时的执行代码
{
close(fd[1]); // 关闭管道输入描述符（子进程不使用fd[1]）
close(STD_INPUT); // 关闭标准输入描述符0
dup(fd[0]); // 指定标准输入描述符0为管道读指针
close(fd[0]); // 关闭原始管道读指针
execl(process2,process2,0); // 用程序child覆盖当前程序
printf("child failed.\n"); // execl()执行失败才执行这一行
}
exit(2); // 程序结束
}
清单4-2 father.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
main()
{
static char string[] = "Parent is using pipe write." ;
int len;
len = sizeof(string) ;
write(1, string, len) ; /* 将string中的内容写入管道中*/
printf("parent, parent, parent \n \n \n" ) ; /* 前一行管道操作结束后才执行这一行，*/
/*但是还会转写到管道，不会写到显示器*/ exit(0) ;
}
清单4-3 child.c
#include <stdio.h>
main()
{char output[30] ;
read (0, output, 30) ; /* 从管道中读数据并存入output中*/
printf("%s \n child, child. \n",output) ;
return(0) ;
}
步骤4：编译。

gcc为c语言编译器。

gcc -o child child.c
gcc -o father father.c
gcc -o pipeline pipeline.c
若编译不成功，则应该用文本编辑器对源程序进行修改调试。

步骤5：运行。

./pipeline 其中，“./”表示当前目录。

四、运行结果：
五、心得体会：
本实验的源程序虽然不是很复杂，但是在实验中却遇到了不少麻烦，比如说实验指导中的一些操作步骤与实际操作系统操作不一样，我所装的红帽子系统的文本编译器不在附件之中；其次是操作系统实验指导有一些说的不太清楚，这考验的是以前的知识，这些虽然都是一些小问题，但是这让我充分了解到了基础的重要性，没基础一起无从谈起，我们应该把基础好好学好。