操作系统实验报告(进程间的共享存贮区和信号量通信)

case -1:

perror("fork()");

exit(0);

case 0:

do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);

exit(0);

default:break;

}

}

for(i = 0;i<10;i++){

int child_status;

wait(&child_status);

}

printf("main is done");

fflush(stdout);

return 0;

}

运行结果：

二、共享主存段机制

共享主存段为进程提供了直接通过主存进行通信的有效手段，不像消息缓存机制那样需要系统提供缓存，也不像pipe机制那样需要事先建立一个特殊文件，而是有通信双方直接访问某些共享虚拟存储器空间。在系统V中，系统管理一组共享主存段控制块。通信进程在使用共享主存段以前，首先提出申请，系统为止分配存储空间并返回共享主存段标识号。一个共享段建立后，进程把它被附加到自己的虚拟存储空间中。一个进程可以附加多个共享主存段。一个主存段一旦被附加到进程的虚拟机空间后，对它的访问以其他虚拟机的访问完全相同。但为了保证共享主存段数据完整性，通信的进程之间要互斥的进行访问。当通信进程不再需要该共享主存段时，可使用命令将其与进程分离，从而使其进程的虚空间删除。

为了理解进程通过共享主存段的通信过程，下面举例，一个是进程向共享段写信息的例子：一个是进行从共享段读信息的例子。代码如下：

四、实验过程与分析

一、信号量机制

在第一个例子的程序中创建了5个并发子进程，互斥地对文件进行写操作，将自己的进程号写到文件中去，信号量的初值为1，当地一个进程执行update_file函数时首先将信号量值-1，（相当于P操作）致使其它进程等待无法操作文件，直到其结束后，将其值变为1后（相当于V操作），其它进程并发竞争对文件的写操作，并将自己的pid 写入文件中。

在linux中信号量机制的执行既步骤如下所示：

（1）信号量的定义：

struct semaphore {

spinlock_t lock;

unsigned int count;

struct list_head wait_list;

};

在linux中，信号量用上述结构体表示，我们可以通过该结构体定义一个信号量。

（2）信号量的初始化：

可用void sema_init(struct semaphore *sem, int val);直接创建，其中val为信号量初值。

也可以用两个宏来定义和初始化信号量的值为1或0：

DECLARE_MUTEX(name) : 定义信号量name并初始化为1

DECLARE_MUTEX_LOCKED(name) : 定义信号量name并初始化为0

还可以用下面的函数初始化：

void init_MUTEX(struct semaphore *sem); //初始化信号量的值为1

void init_MUTEX_LOCKED(struct semaphore *sem); //初始化信号量的值为0 （3）信号量的原子操作：

p操作：

* void down(struct semaphore *sem); //用来获取信号量，如果信号量值大于或等于0，获取

信号量，否则进入睡眠状态，睡眠状态不可唤醒

* void down_interruptible(struct semephore *sem); //用来获取信号量，如果