Linux系统调用--semctl函数详解
共享内存函数(shmget、shmat、shmdt、shmctl)及其范例 - guoping16的专栏 - 博客频道 - CSDN
System V 进程间通讯（IPC、ftok (1) ） 进程的堆栈空间 字符串和内存操作函数 格式化I/O函数 C语言预处理 C语言结构体 (1) (1) (0) (0) (0)
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shm_perm结构的uid和cuid成员被设置成当前进程的有效用户ID，gid和cuid成员被 设置成当前进程的有效组ID。 2. shmat函数原型 shmat(把共享内存区对象映射到调用进程的地址空间) 所需 #include <sys/types.h> 头文 #include <sys/shm.h> 件 函数 连接共享内存标识符为shmid的共享内存，连接成功后把共享内存区对象映射到调 说明 用进程的地址空间，随后可像本地空间一样访问 *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)
/guoping16/article/details/6584058
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2014年4月2日
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共享内存函数（shmget、shmat、shmdt、shmctl）及其范例 - guoping16的专栏 - 博客频道 -
函数 成功：返回共享内存的标识符 返回 消息队列函数(msgget、msgctl (4) 、msgsnd、 msgrcv)及其范例 值 出错：-1，错误原因存于error中
最新评论 消息队列函数(msgget、msgctl、msgsnd、msgrcv)及其范例 daemon_msg: 很有帮助！谢谢 消息队列函数(msgget、msgctl、msgsnd、msgrcv)及其范例 mysee1989: 挺详细的。谢谢 进程的堆栈空间 wangpeng2011314: 那么 windows 下的原理一致吗 ？？？ 会话、进程组与僵死进程 guoping16: 1.当登录终端时，就 产生一个会话，也就产生了一个 可操作的界面。2.proc3 | proc4 | p... 会话、进程组与僵死进程 mmwren: 你好，有个问题请教 一下，当登录终端时，shell进程 为首进程，也是前台进程吗？在 执行命令 proc3... System V 进程间通讯（IPC、ftok） luguangxu68: 很不错啊！ 谢谢 了 字符串和内存操作函数 asdk77: 总结的真好！收下了！ 标准I/O文件编程 luguangxu68: 嗨，哥们，你很 棒！！！加油
linux sched_setscheduler函数解析
linux sched_setscheduler函数解析sched_setscheduler函数是一个Linux系统调用函数，用于修改进程的调度策略和优先级。
函数原型为：```cint sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, const structsched_param *param);```参数说明：- pid：要修改调度策略和优先级的进程ID。
如果pid为0，则表示修改当前进程。
- policy：要设置的调度策略。
可以取以下值：- SCHED_OTHER：普通进程调度策略，即默认策略。
这是一个非实时调度策略，由时间片轮转算法控制。
- SCHED_FIFO：先进先出调度策略。
使用FIFO调度策略的进程优先级比其他普通进程高。
- SCHED_RR：轮转调度策略。
与FIFO策略类似，但进程会在使用完时间片后轮转到等待队列的末尾。
- SCHED_BATCH：批处理调度策略。
适合批处理作业，将进程聚集在一起批量执行。
- SCHED_IDLE：空闲调度策略。
只有在没有其他优先级较高的进程运行时，才会执行该进程。
- SCHED_DEADLINE：截止时间调度策略。
用于实时系统，根据任务的截止时间进行调度。
- param：一个指向sched_param结构体的指针，用于设置进程的优先级和其他调度参数。
sched_param结构体包含一个int类型的成员sched_priority，表示进程的优先级。
函数返回值为0表示成功，返回-1表示失败并设置errno。
sched_setscheduler函数用于修改进程的调度策略和优先级。
在修改调度策略之前，需要获得相应的权限。
调用该函数后，进程会立即按照新的调度策略和优先级进行调度。
注意事项：- 一些调度策略（如SCHED_FIFO和SCHED_RR）需要root权限，因此需要以root用户身份运行程序或具有相应的权限。
- 修改调度策略和优先级可能会影响系统的整体性能和稳定性，需要谨慎使用。
Linux内核中系统调用详解
Linux内核中系统调用详解什么是系统调用?（Linux）内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。
用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。
从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。
区别仅仅在于，系统调用由（操作系统）核心提供，运行于核心态;而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。
随Linux核心还提供了一些（C语言）函数库，这些库对系统调用进行了一些包装和扩展，因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密，所以习惯上把这些函数也称为系统调用。
为什么要用系统调用?实际上，很多已经被我们习以为常的C语言标准函数，在Linux 平台上的实现都是靠系统调用完成的，所以如果想对系统底层的原理作深入的了解，掌握各种系统调用是初步的要求。
进一步，若想成为一名Linux下（编程）高手，也就是我们常说的Hacker，其标志之一也是能对各种系统调用有透彻的了解。
即使除去上面的原因，在平常的编程中你也会发现，在很多情况下，系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径，所以有可能的话应该尽量多掌握一些系统调用，这会对你的程序设计过程带来意想不到的帮助。
系统调用是怎么工作的?一般的，进程是不能访问内核的。
它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。
（CPU）（硬件）决定了这些(这就是为什么它被称作"保护模式")。
系统调用是这些规则的一个例外。
其原理是进程先用适当的值填充（寄存器），然后调用一个特殊的指令，这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然，这个位置是用户进程可读但是不可写的)。
在（Intel）CPU中，这个由中断0x80实现。
硬件知道一旦你跳到这个位置，你就不是在限制模式下运行的用户，而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。
进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。
这个过程检查系统调用号，这个号码告诉内核进程请求哪种服务。
然后，它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。
进程编程实验报告
一、实验目的1. 理解进程的概念和进程控制的基本原理。
2. 掌握进程的创建、同步、通信和调度等基本操作。
3. 学习使用操作系统提供的进程控制接口进行进程编程。
4. 提高编程能力和系统分析能力。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发工具：GCC三、实验内容1. 进程的创建2. 进程的同步3. 进程的通信4. 进程的调度四、实验步骤1. 进程的创建（1）编写一个C程序，创建一个子进程，并使子进程执行一个简单的计算任务。
```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main() {pid_t pid;pid = fork(); // 创建子进程if (pid < 0) {printf("创建子进程失败！\n");return -1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("子进程ID：%d\n", getpid()); int sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {sum += i;}printf("子进程计算结果：%d\n", sum); } else {// 父进程printf("父进程ID：%d\n", getpid()); printf("父进程计算结果：%d\n", sum); }return 0;}```2. 进程的同步（1）使用信号量实现两个进程之间的同步。
```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>union semun {int val;struct semid_ds buf;unsigned short array;};int main() {key_t key = 1234;int semid = semget(key, 1, 0666); union semun arg;arg.val = 1; // 初始化信号量为1semctl(semid, 0, SETVAL, arg);pid_t pid = fork();if (pid < 0) {printf("创建子进程失败！\n"); return -1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("子进程开始执行...\n"); sem_wait(semid); // 等待信号量int sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {sum += i;}printf("子进程计算结果：%d\n", sum); sem_post(semid); // 释放信号量} else {// 父进程printf("父进程开始执行...\n");sem_wait(semid); // 等待信号量int sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {sum += i;}printf("父进程计算结果：%d\n", sum); sem_post(semid); // 释放信号量}return 0;}```3. 进程的通信（1）使用共享内存实现两个进程之间的通信。
实验二 进程间通讯 实验报告
Linux信号量实验报告一、实验目的深入理解操作系统中进程间通讯的本质二、实验方法利用UNIX/LINUX所提供的信号量、共享存储器、PV操作、文件锁等机制实现进程间的信息共享、进程间的互斥与同步。
三、实验任务编写一个C语言程序，该程序将一个存放了一个整数的文本文件内容执行加1操作一百万次，同时启动这个程序的多个副本，观察执行结果是否正确。
利用信号量机制对文件上锁，重新运行观察结果是否正确。
四、实验要点信号量概念、PV操作五、实验内容5.1 信号量概念信号量是一种确保特定代码段（临界区）只能被一个进程或者线程调用的一种机制。
在实际应用中，信号量由一种特殊的数据结构——信号量集所管理。
在使用信号量以前，需要创建一个信号量集，使用完成以后需要销毁信号量集。
信号量集的作用相当于一个信号量的计数器。
P操作是向信号量集获取一个信号量的操作，如果此时信号量集中有信号量，则会对信号量中的计数器进行更改（大部分情况下是计数器减一）；如果此时信号量集中没有可用信号量（即计数器为0时），则执行P操作的线程或者进程则会被阻塞，直到信号量集中拥有可用的信号量（即计数器不为0）。
具体关系可用下图表示：5.2 信号量的初始化信号量的初始化需要用到两个函数（semget和semctl）和一个联合体结构（该实验中我们只需要用联合体结构中的val值，所以我只定义val变量）。
Semget系统调用的定义如下：int semget(key_t key, int nsems, int semflg)semget这个系统调用的作用是返回一个与key参数相关联的一个信号量集标识，semflg 参数会控制函数的行为；如果semflg为IPC_CREAT或者IPC_PRIVATE，则函数会创建一个拥有nsems个信号量的信号量集；如果semflg的值为IPC_CREAT | IPC_EXCL，在信号量集已经存在的情况下会发生错误。
实验中使用的获得信号量集标识的代码为：int sem_id = semget((key_t)2234, 0, 0);if (sem_id == -1){sem_id = semget((key_t)2234, 1, 0666 | IPC_CREAT);if (!init(sem_id)) return -1;}上述代码的第一行，nsems和semflg参数均为0，目的是只获得与2234这个值相关联的信号量集的标识；如果这个信号量集已经存在，则返回这个信号量集的标识；否则返回-1 下面就对获得的sem_id进行判断，如果值为-1，即信号量集还没有被创建，需要创建一个信号量集。
Linux之信号量,比较全面,个人总结。
信号量一．什么是信号量信号量的使用主要是用来保护共享资源，使得资源在一个时刻只有一个进程（线程）所拥有。
信号量的值为正的时候，说明它空闲。
所测试的线程可以锁定而使用它。
若为0，说明它被占用，测试的线程要进入睡眠队列中，等待被唤醒。
二．信号量的分类在学习信号量之前，我们必须先知道——Linux提供两种信号量：POSIX信号量又分为有名信号量和无名信号量。
有名信号量，其值保存在文件中, 所以它可以用于线程也可以用于进程间的同步。
无名信号量，其值保存在内存中。
倘若对信号量没有以上的全面认识的话，你就会很快发现自己在信号量的森林里迷失了方向。
三．内核信号量1．内核信号量的构成内核信号量类似于自旋锁，因为当锁关闭着时，它不允许内核控制路径继续进行。
然而，当内核控制路径试图获取内核信号量锁保护的忙资源时，相应的进程就被挂起。
只有在资源被释放时，进程才再次变为可运行。
只有可以睡眠的函数才能获取内核信号量；中断处理程序和可延迟函数都不能使用内核信号量。
count：相当于信号量的值，大于0，资源空闲；等于0，资源忙，但没有进程等待这个保护的资源；小于0，资源不可用，并至少有一个进程等待资源。
wait：存放等待队列链表的地址，当前等待资源的所有睡眠进程都会放在这个链表中。
sleepers：存放一个标志，表示是否有一些进程在信号量上睡眠。
2．内核信号量中的等待队列（删除，没有联系）上面已经提到了内核信号量使用了等待队列wait_queue来实现阻塞操作。
当某任务由于没有某种条件没有得到满足时，它就被挂到等待队列中睡眠。
当条件得到满足时，该任务就被移出等待队列，此时并不意味着该任务就被马上执行，因为它又被移进工作队列中等待CPU资源，在适当的时机被调度。
内核信号量是在内部使用等待队列的，也就是说该等待队列对用户是隐藏的，无须用户干涉。
由用户真正使用的等待队列我们将在另外的篇章进行详解。
3．内核信号量的相关函数（2）申请内核信号量所保护的资源：4．内核信号量的使用例程在驱动程序中，当多个线程同时访问相同的资源时（驱动中的全局变量时一种典型的共享资源），可能会引发“竞态“，因此我们必须对共享资源进行并发控制。
linux sem用法
linux sem用法Linux系统中的sem（信号量）是一种用于进程间通信和同步的机制。
它提供了一种多个进程之间能够互斥地访问共享资源的方法。
在本文中，我将详细介绍sem的用法，并一步一步地回答您的问题。
第一步：什么是sem？Sem是由Linux内核提供的一种进程同步原语。
它允许进程在对共享资源的访问上进行同步，以避免竞争条件的发生。
它可以用于实现互斥访问共享资源的目的。
第二步：sem的创建和初始化在Linux中，可以使用semget()函数创建一个新的信号量，或者使用semget()函数打开一个已经存在的信号量。
创建新的信号量时，需要指定一个键值，这个键值标识了信号量的唯一性。
创建一个新的信号量的示例代码如下：cint semid = semget(key, 1, IPC_CREAT IPC_EXCL 0666);初始化信号量的值可以使用semctl()函数，其中第二个参数是信号量的编号，第三个参数是命令，第四个参数是信号量的初始值。
初始化信号量的示例代码如下：cunsigned short sem_array[1] = {1}; 初始信号量为1union semun arg;arg.array = sem_array;semctl(semid, 0, SETALL, arg);第三步：sem的P操作和V操作一旦创建和初始化了信号量，就可以使用semop()函数对信号量进行P操作（减法操作）和V操作（加法操作）。
P操作会将信号量的值减1，如果信号量的值为0，则进程将会被阻塞，直到信号量的值大于0为止。
V操作会将信号量的值加1。
如果有多个进程在等待该信号量，则会选择其中一个进行唤醒。
P操作的示例代码如下：cstruct sembuf sb;sb.sem_num = 0;sb.sem_op = -1;sb.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &sb, 1);V操作的示例代码如下：cstruct sembuf sb;sb.sem_num = 0;sb.sem_op = 1;sb.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &sb, 1);第四步：sem的销毁当信号量不再需要时，可以使用semctl()函数进行销毁。
操作系统_生产者与消费者问题的实现
//shmctl(shmid,IPC_RMID,&buf);
//del_sem(semid);
return 0;
}
/*生产者写5次后退出*/
void producer(key_t keyFull, key_t keyEmpty)
empty Write P1 : 2
empty Write P2 : 4
in = 0
Write : 5
full Write V1 : 0
full Write V2 : 0
full Read P2 : 0
out = 0
Read : 5
empty Read V1 : 4
empty Read V2 : 5
Write : 7
full Write V1 : 0
full Write V2 : 0
full Read P2 : 0
out = 2
Read : 7
empty Read V1 : 4
empty Read V2 : 5
Read Finish
p(empty); /*是否有空缓冲区，有则占有，无则被挂起，是原子操作*/
printf("empty Write P2 : %d\n", semctl(empty, 0, GETVAL, 0));
value_write++;
in = in++;
pData[in] = value_write;
in = in % 5;
printf("full Write V2 : %d\n", semctl(full, 0, GETVAL, 0));
linux numactl用法
linux numactl用法摘要：1.简介2.numactl 的作用3.numactl 的用法a.参数说明b.示例4.总结正文：【简介】Linux 是一个强大的开源操作系统，广泛应用于服务器和嵌入式设备。
在处理大量数据时，如何合理分配内存和CPU 资源至关重要。
numactl 是一个用于控制Linux 内核内存分配策略的实用工具。
本文将详细介绍numactl 的用法。
【numactl 的作用】umactl 的主要作用是设置和管理Linux 内核的内存分配策略。
它可以控制内存分配在CPU 核心之间的分布，从而优化系统性能。
通过使用numactl，用户可以更精细地控制内存分配，提高系统资源利用率。
【numactl 的用法】【参数说明】umactl 命令有以下参数：- -c：指定要配置的CPU 核心，例如：numactl -c 0。
- -m：设置内存分配策略，例如：numactl -m 0,1,2。
- -p：显示当前numactl 配置。
【示例】1.查看当前numactl 配置：```umactl -p```2.为CPU 核心0 设置内存分配策略：```umactl -c 0```3.为CPU 核心0、1、2 设置内存分配策略：```umactl -c 0,1,2 -m 0,1,2```【总结】本文介绍了Linux 中的numactl 工具，以及如何使用它来设置和管理内存分配策略。
通过合理使用numactl，可以优化系统性能，提高资源利用率。
linux numactl用法
linux numactl用法`numactl`是一个用于调整NUMA（非一致性存储访问）系统中进程和内存分配的Linux命令。
NUMA是一种多处理器体系结构，其中处理器和内存组成多个节点，每个节点都有本地和远程内存访问延迟的差异。
`numactl`命令允许在NUMA系统上运行的程序有效地利用系统资源。
`numactl`命令的基本语法如下：```numactl [选项] 程序 [程序参数]```下面是几个常用的`numactl`命令用法：1. **将进程绑定到指定节点：**使用`-N`选项可将进程绑定到指定的NUMA节点。
例如，要将进程绑定到节点0，可以使用以下命令：```numactl -N 0 程序 [程序参数]```2. **分配内存到指定节点并绑定进程：**使用`-m`选项可以将进程绑定到指定的NUMA节点，并将内存分配到该节点。
例如，要将进程绑定到节点1并将内存分配给节点2，可以使用以下命令： ```numactl -membind=1 -cpubind=2 程序 [程序参数]```3. **显示NUMA节点和内存分配信息：**使用`-H`选项可以显示系统中可用的NUMA节点和内存分配信息。
例如，可以使用以下命令显示该信息：```numactl -H```4. **在CPU节点间平衡负载：**使用`-C`选项可以在各个CPU节点之间平衡负载。
例如，要在所有CPU节点上平衡负载，可以使用以下命令：```numactl --interleave=all 程序 [程序参数]```这些是`numactl`命令的一些常见用法。
通过使用这些命令，您可以更有效地管理NUMA系统上的进程和内存分配，以提高系统性能和资源利用率。
操作系统实验---进程通信——共享存储区和信号量
实验报告实验题目姓名：学号：课程名称：操作系统实验所在学院：信息科学与工程学院专业班级：计算机任课教师：实验项目名称进程通信——共享存储区和信号量一、实验目的与要求：1、了解和熟悉共享存储机制2、了解和熟悉信号量机制3、熟悉信号量机制中使用的数据结构和信号量机制的操作以及控制。
4、了解共享主存段机制，学会对共享主存段的系统调用。
二、实验设备及软件：1、PC机一台2、Linux操作系统三、实验方法（原理、流程图）一、共享存储区1、共享存储区机制的概念共享存储区（Share Memory）是 UNIX 系统中通信速度最高的一种通信机制。
该机制可使若干进程共享主存中的某一个区域，且使该区域出现（映射）在多个进程的虚地址空间中。
另一方面，一个进程的虚地址空间中又可连接多个共享存储区，每个共享存储区都有自己的名字。
当进程间欲利用共享存储区进行通信时，必须先在主存中建立一共享存储区，然后将它附接到自己的虚地址空间上。
此后，进程对该区的访问操作，与对其虚地址空间的其它部分的操作完全相同。
进程之间便可通过对共享存储区中数据的读、写来进行直接通信。
图示列出二个进程通过共享一个共享存储区来进行通信的例子。
其中，进程 A 将建立的共享存储区附接到自己的 AA’区域，进程 B 将它附接到自己的 BB’区域。
应当指出，共享存储区机制只为进程提供了用于实现通信的共享存储区和对共享存储区进行操作的手段，然而并未提供对该区进行互斥访问及进程同步的措施。
因而当用户需要使用该机制时，必须自己设置同步和互斥措施才能保证实现正确的通信。
二、涉及的系统调用1、shmget( )创建、获得一个共享存储区。
系统调用格式： shmid=shmget(key,size,flag)参数定义： int shmget(key,size,flag);key_t key;int size,flag;其中，key是共享存储区的名字；size是其大小（以字节计）；flag是用户设置的标志，如IPC_CREAT。
linux系统文件操作sem_open,sem_close,sem_post,sem_wait
linux系统⽂件操作sem_open,sem_close,sem_post,sem_wait信号灯分为有名信号灯和内存信号灯⼀、Posix有名信号灯1.posix有名信号灯函数函数sem_open创建⼀个新的有名信号灯或打开⼀个已存在的有名信号灯。
有名信号灯总是既可⽤于线程间的同步，⼜能⽤于进程间的同步。
1. sem_open名称:：sem_open功能：创建并初始化有名信号灯头⽂件：#include <semaphore.h>函数原形：sem_t *sem_open(const char *name,int oflag,/*mode_t mode,unsigned int value*/);参数：name 信号灯的外部名字oflag 选择创建或打开⼀个现有的信号灯mode 权限位value 信号灯初始值返回值：成功时返回指向信号灯的指针，出错时为SEM_FAILEDoflag参数能是0、O_CREAT（创建⼀个信号灯）或O_CREAT|O_EXCL（如果没有指定的信号灯就创建），如果指定了O_CREAT，那么第三个和第四个参数是需要的；其中mode参数指定权限位，value参数指定信号灯的初始值，通常⽤来指定共享资源的书⾯。
该初始不能超过 SEM_VALUE_MAX，这个常值必须低于为32767。
⼆值信号灯的初始值通常为1，计数信号灯的初始值则往往⼤于1。
如果指定了O_CREAT（⽽没有指定O_EXCL），那么只有所需的信号灯尚未存在时才初始化他。
所需信号灯已存在条件下指定O_CREAT不是个错误。
该标志的意思仅仅是“如果所需信号灯尚未存在，那就创建并初始化他”。
不过所需信号灯等已存在条件下指定O_CREAT|O_EXCL却是个错误。
sem_open返回指向sem_t信号灯的指针，该结构⾥记录着当前共享资源的数⽬。
/*semopen.c*/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h> /* For O_* constants */#include <sys/stat.h> /* For mode constants */#include <semaphore.h>int main(int argc,char**argv){sem_t *sem;if(argc!=2){printf(“please input a file name!＼n”);exit(1);}sem=sem_open(argv[1],O_CREAT,0644,1);exit(0);}2. sem_close名称:：sem_close功能：关闭有名信号灯头⽂件：#include函数原形：int sem_close(sem_t *sem);参数：sem 指向信号灯的指针返回值：若成功则返回0，否则返回-1。
操作系统实验-P,V原语应用程序
int V(const int semid, char *PType, int len);
int P(const int semid, char *PType, int len);
int Produce(char *buf);
if (P(semid, "empty", num_of_production) < 0) {
printf("P full Operation Failed\n");
return -1;
}
printf("Producer [%d] Get [%d] position of the shop\n", getpid(),
printf(
"Producer [%d] put the production [%s] to the position of the "
"shop\n",
getpid(), buffer);
printf("(The production of the shop is )Shared Memory Content[%s]\n",
}
semctl(semid, 0, IPC_RMID);
shmdt(shmaddr);
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) < 0) {
printf("RM Shm Failed[%d]\n", errno);
return -1;
}
return 0;
信号量的操作——semop函数
信号量的操作——semop函数信号量的值与相应资源的使⽤情况有关，当它的值⼤于 0 时，表⽰当前可⽤的资源数的数量；当它的值⼩于 0 时，其绝对值表⽰等待使⽤该资源的进程个数。
信号量的值仅能由 PV 操作来改变。
在 Linux 下，PV 操作通过调⽤semop函数来实现。
该函数定义在头⽂件 sys/sem.h中，原型如下：int semop（int semid，struct sembuf *sops，size_t nsops）；函数的参数 semid 为信号量集的标识符；参数 sops 指向进⾏操作的结构体数组的⾸地址；参数 nsops 指出将要进⾏操作的信号的个数。
semop 函数调⽤成功返回 0，失败返回 -1。
semop 的第⼆个参数 sops 指向的结构体数组中，每个 sembuf 结构体对应⼀个特定信号的操作。
因此对信号量进⾏操作必须熟悉该数据结构，该结构定义在 linux/sem.h，如下所⽰：struct sembuf{unsigned short sem_num; //信号在信号集中的索引，0代表第⼀个信号，1代表第⼆个信号short sem_op; //操作类型short sem_flg; //操作标志};下⾯详细介绍⼀下 sembuf 的⼏个参数：--------------------------------------------------------------------------------------------------sem_op 参数：sem_op > 0 信号加上 sem_op 的值，表⽰进程释放控制的资源；sem_op = 0 如果没有设置 IPC_NOWAIT，则调⽤进程进⼊睡眠状态，直到信号量的值为0；否则进程不回睡眠，直接返回 EAGAINsem_op < 0 信号加上 sem_op 的值。
若没有设置 IPC_NOWAIT ，则调⽤进程阻塞，直到资源可⽤；否则进程直接返回EAGAINsem_flg 参数：该参数可设置为 IPC_NOWAIT 或 SEM_UNDO 两种状态。
和尚挑水问题课程设计
课程设计书学院计算机学院专业计算机科学与技术班级课程题目和尚挑水问题教师学生摘要Linux是一类Unix计算机操作系统的统称，也是自由软件和开放源代码发展中最著名的例子。
Linux作为一个免费、自由软件，内核版本不断升级。
新的内核修订了旧内核的bug，并增加了许多新的特性。
同时也使得Linux系统更加稳定、更加安全，进一步满足用户的功能需求。
Linux 中的信号量(semphore)是一种资源锁，如果有一个任务试图获得一个已经被占用的信号量时，信号量会将其推到一个等待队列中，这时处理器会重获自由从而去执行其它代码，当持有信号量的进程将信号量释放后，处于等待队列中的那个任务将会被唤醒，并将获得该信号量。
信号量是一种对多个进程访问共享资源进行控制的机制，其实为了解决互斥共享资源的同步问题而引入的机制。
不能单独定义一个信号量，而只能定义一个信号量集，其中包括一组信号量，同一信号量集中的信号量使用同一引用ID，这样设置是为了多个资源或同步操作的需要。
关键词：信号量，同步，互斥目录1课程设计的目的及要求 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2课程设计的要求 (1)2准备工作 (2)2.1硬件及软件需要 (2)2.2了解信号量及信号量的系统调用函数： (2)2.2.1信号量定义 (2)2.2.1信号量集得创建与打开semget() (3)2.2.2信号量的操作semop() (4)2.2.3信号量的控制semctl() (6)3需求分析 (7)4整体设计 (8)4.1概要设计 (8)4.2程序流程图及运行结果 (8)实验结果 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)1课程设计的目的及要求1.1课程设计的目的某寺庙中有小和尚、老和尚若干人。
庙内有一水缸，由小和尚提水入缸，供老和尚饮用。
水缸可容纳 30 桶水，每次入水、取水仅为 1 桶，不可同时进行。
水取自同一水井，水井路窄，每次只能容纳一个水桶取水，设水桶个数为 5 个。
使用系统调用来实现PV操作
如何使用系统调用来实现PV操作Big_boy 发表于 2006-1-10 21:20:00建议书籍：《unix环境高级编程》Unix下PV操作的实现；Unix下并没有直接给出PV操作的函数，必须通过调用提供的相关操作，完成我们所需要的PV操作；1、Unix下信号量的使用：int semget(key_t key,int nsems,int permflags);Unix使用semget调用创建或者获得信号量集合，三个参数中，其中key是唯一标示该信号量集合的标号，以后要获得已经创建的信号量都是通过它；nsems是要创建的信号量的个数，如果个数大于1，那么这将是一个信号量集合，其索引号是用0至到nsems-1；permflags是一组标志，其作用主要是说明该信号量的访问权限；算法中#define SEM_KEY 1002定义了要用到的信号量集的key；还有两个必须用到的关于信号量的系统调用：int (int semid,int sem_num,int command,union semun ctl_arg);Int semop(int semid,struct sembuf *op_array,size_t num_ops);semctl是用于对信号量的控制，如信号量值的设置获取等；semop是对信号量的操作，在下面将看到我定义的PV操作将使用到semop函数；semctlsemctl()系统调用：semctl();原型：int semctl(int semid,int semnum,int cmd,union semunarg);返回值：如果成功，则为一个正数。
如果失败，则为-1：errno=EACCESS(权限不够)EFAULT(arg指向的地址无效)EIDRM(信号量集已经删除)EINVAL(信号量集不存在，或者semid无效)EPERM(EUID没有cmd的权利)ERANGE(信号量值超出范围)系统调用semctl用来执行在信号量集上的控制操作。
linux sem用法
linux sem用法摘要：1.Linux SEM简介2.SEM操作的基本概念3.SEM命令的使用方法4.SEM的实际应用案例5.SEM命令的注意事项正文：Linux SEM（Semaphore）是一种信号量机制，主要用于多进程（线程）间的同步与互斥。
信号量有两大类：二进制信号量（只有0和1两个值）和计数信号量（可以有大于1的值）。
在Linux系统中，信号量的值只能通过原子操作进行改变，从而确保了多进程（线程）访问信号量时的安全性。
1.Linux SEM简介信号量机制是一种保证资源互斥访问的同步手段。
在Linux系统中，信号量分为二进制信号量和计数信号量。
信号量的值只能通过原子操作进行改变，保证了多进程（线程）访问信号量时的安全性。
2.SEM操作的基本概念在Linux中，SEM操作主要包括以下几个方面：- semget：获取一个或多个信号量的ID。
- semctl：通过信号量ID对信号量进行操作，如设置值、获取值等。
- semop：对信号量执行操作，如P操作（等待信号量值减小）和V操作（信号量值增加）。
3.SEM命令的使用方法（1）semget命令格式：`semget -o <semid_array> <key> <nsems> <perm>`参数说明：- `<key>`：信号量集合的键值，用于唯一标识信号量集合。
- `<nsems>`：信号量的数量。
- `<perm>`：信号量集的权限，通常设置为0660，表示只有该文件的所有者及其同组用户可以访问。
（2）semctl命令格式：`semctl <semid> <command> <arg>`参数说明：- `<semid>`：信号量的ID。
- `<command>`：对信号量的操作命令，如`GETVAL`（获取信号量值）、`SETVAL`（设置信号量值）等。
操作系统进程同步实验报告
操作系统进程同步实验报告本实验旨在通过模拟操作系统中进程的同步问题，加深学生对操作系统中进程同步机制的了解和实践能力。
本次实验分为两个部分，第一个部分是使用信号量实现进程同步，第二个部分是使用管程实现进程同步。
第一部分实验：使用信号量实现进程同步本部分实验的目标是使用信号量来实现进程同步，确保资源的互斥访问。
在Linux系统中，信号量是一种用来控制进程同步的机制，可以用于保证共享资源的互斥访问、避免死锁等问题。
具体实验流程如下：1. 定义一个信号量，用于互斥访问共享资源在Linux系统中，使用semget函数可以创建一个信号量集，使用semctl函数可以对信号量进行控制。
```#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>#define KEY 1234 // 定义信号量的键值int semid; // 定义信号量标识符union semun{int val; // 信号量的初始值struct semid_ds *buf; // IPC_STAT, IPC_SET操作时用ushort *array; // GETALL, SETALL操作时用};void init_sem(){int ret;union semun semunion;// 创建信号量semid = semget(KEY, 1, IPC_CREAT | 0666);if(semid == -1){perror("semget error");exit(1);}2. 定义生产者和消费者进程，并使用信号量来实现同步在生产者和消费者进程中，需要先对信号量进行P操作，即申请资源，然后进行对共享资源的操作，最后再对信号量进行V操作，即释放资源。
本实验中，共享资源是一个循环缓冲区，生产者进程向其中写入数据，消费者进程从中读取数据。
操作系统实验 进程通信
进程通信(实验二)【实验目的】：掌握用邮箱方式进行进程通信的方法，并通过设计实现简单邮箱理解进程通信中的同步问题以及解决该问题的方法。
【实验原理】：邮箱机制类似于日常使用的信箱。
对于用户而言使用起来比较方便，用户只需使用send（）向对方邮箱发邮件receive（）从自己邮箱取邮件，send（）和receive（）的内部操作用户无需关心。
因为邮箱在内存中实现，其空间有大小限制。
其实send（）和receive（）的内部实现主要还是要解决生产者与消费者问题。
【实验内容】：进程通信的邮箱方式由操作系统提供形如send（）和receive（）的系统调用来支持，本实验要求学生首先查找资料了解所选用操作系统平台上用于进程通信的系统调用具体形式，然后使用该系统调用编写程序进行进程间的通信，要求程序运行结果可以直观地体现在界面上。
在此基础上查找所选用操作系统平台上支持信号量机制的系统调用具体形式，运用生产者与消费者模型设计实现一个简单的信箱，该信箱需要有创建、发信、收信、撤销等函数，至少能够支持两个进程互相交换信息，比较自己实现的信箱与操作系统本身提供的信箱，分析两者之间存在的异同。
实验背景介绍进程间通信有如下目的：数据的传输，共享数据，通知事情，资源共享，进程控制。
进程间的通信机制（IPC），就是多进程相互通信，交换信息的方法。
Linux IPC机制包括，信号和管道是其中的两个，还支持传统的UNIX SYSTM-V 的IPC 机制。
信号主要用来通知进程异步事情的发生，最初信号设计的目的是为了处理错误，他们也用来作为最基本的IPC机制。
管道是单向的，先进先出，先入先出，无结构的，固定大小的数据流。
UNIX System V 机制中的三种进程间通信机制，它们是：消息队列：用于进程之间传递分类的格式化数据信号量：用于通信之间的同步控制。
信号量通常与共享存储器方式一起使用。
共享内存：使不同进程通过共享彼此的虚拟空间而达到相互对共享区操作和数据通信。
Linux系统调用
Linux系统调⽤所谓系统调⽤是指操作系统提供给⽤户程序调⽤的⼀组“特殊”接⼝，⽤户程序可以通过这组“特殊”接⼝来获得操作系统内核提供的服务。
例如⽤户可以通过进程控制相关的系统调⽤来创建进程、实现进程调度、进程管理等。
在这⾥，为什么⽤户程序不能直接访问系统内核提供的服务呢？这是由于在 Linux 中，为了更好地保护内核空间，将程序的运⾏空间分为内核空间和⽤户空间（也就是常称的内核态和⽤户态），它们分别运⾏在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。
因此，⽤户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也⽆法使⽤内核函数，它们只能在⽤户空间操作⽤户数据，调⽤⽤户空间的函数。
但是，在有些情况下，⽤户空间的进程需要获得⼀定的系统服务（调⽤内核空间程序），这时操作系统就必须利⽤系统提供给⽤户的“特殊接⼝”——系统调⽤规定⽤户进程进⼊内核空间的具体位置。
进⾏系统调⽤时，程序运⾏空间需要从⽤户空间进⼊内核空间，处理完后再返回到⽤户空间。
Linux 系统调⽤部分是⾮常精简的系统调⽤（只有 250 个左右），它继承了 UNIX 系统调⽤中最基本和最有⽤的部分。
这些系统调⽤按照功能逻辑⼤致可分为进程控制、进程间通信、⽂件系统控制、系统控制、存储管理、⽹络管理、socket 控制、⽤户管理等⼏类。
在 Linux 中对⽬录和设备的操作都等同于⽂件的操作，因此，⼤⼤简化了系统对不同设备的处理，提⾼了效率。
Linux 中的⽂件主要分为 4种：普通⽂件、⽬录⽂件、链接⽂件和设备⽂件。
那么，内核如何区分和引⽤特定的⽂件呢？这⾥⽤到的就是⼀个重要的概念——⽂件描述符。
对于 Linux ⽽⾔，所有对设备和⽂件的操作都使⽤⽂件描述符来进⾏的。
⽂件描述符是⼀个⾮负的整数，它是⼀个索引值，并指向内核中每个进程打开⽂件的记录表。
当打开⼀个现存⽂件或创建⼀个新⽂件时，内核就向进程返回⼀个⽂件描述符；当需要读写⽂件时，也需要把⽂件描述符作为参数传递给相应的函数。
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【semctl系统调用】
功能描述：
在指定的信号集或信号集内的某个信号上执行控制操作。
用法：
#include
#include
#include
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
参数：
semid：信号集的标识符，即是信号表的索引。
semnum：信号集的索引，用来存取信号集内的某个信号。
cmd：需要执行的命令，有效值有
IPC_STAT //将与semid关联的内核数据结构拷贝到由arg.buf指针指向的内存区。
IPC_SET //将由arg.buf指针指向的semid_ds的一些成员写入相关联的内核数据结构，同时更新它的sem_ctime成员。
IPC_RMID //立即删除信号集，唤醒所有被阻塞的进程。
IPC_INFO //Linux特有命令，返回系统范围内关于信号集的制约和其它参数，并存放在arg.__buf指向的内存区。
其结构形态如下：
struct seminfo {
int semmap;
int semmni;
int semmns;
int semmnu;
int semmsl;
int semopm;
int semume;
int semusz;
int semvmx;
int semaem;
};
SEM_INFO //返回和IPC_INFO相同的信息，不同点有：semusz字段包含有当前系统存在的信号集总量。
semaem字段包含有系统内所有信号集的信号总量。
SEM_STAT //返回和IPC_STAT相同的信息。
不过参数semid不是一个信号集标识，而是内核内部维持所有信号集信息的数组索引。
GETALL //将所有信号的值存入semun.array中。
GETNCNT //等待信号值增加的进程的总数。
GETPID //前一个对此信号进行操作的进程的识别码。
GETVAL //根据semnun返回信号的值。
GETZCNT //等待信号值变为0的进程的总数。
SETALL //将所有semun.array的值设定到信号集中。
SETVAL //根据semun设定信号的值。
...：对于不同的命令，可能需要用到也可能不需要，是一个联合体，原型如下
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
struct seminfo *__buf;
};
semid_ds结构体定义在，原型如下
struct semid_ds {
struct ipc_perm sem_perm;
time_t sem_ctime;
unsigned short sem_nsems;
};
ipc_perm结构体定义在，原型如下
struct ipc_perm {
key_t key;
uid_t uid;
gid_t gid;
uid_t cuid;
gid_t cgid;
unsigned short mode;
unsigned short seq;
};
返回说明：
成功执行时，根据不同的命令返回不同的非负值
GETNCNT //返回semncnt的值
GETPID //返回sempid的值
GETVAL //返回semval的值
GETZCNT //返回semzcnt的值
IPC_INFO //返回内核内部关于信号集信息的最大可用入口索引SEM_INFO //如同IPC_INFO.
SEM_STAT //返回信号集标识
剩下的命令返回0。
失败返回-1，errno被设为以下的某个值
EACCES：访问出错，权能不允许
EFAULT：arg.buf 或arg.array所指的空间不可访问EIDRM：信号集已被删除
EINVAL；参数无效
EPERM：权能不允许
ERANGE：给出的参数无效。