semid = semget(SEMKEY, 1, IPC_CREAT | 0666)

时间: 2023-10-31 12:07:02 浏览: 67

操作系统进程同步实验报告.doc

### 操作系统进程同步实验知识点总结 #### 一、实验目的本实验旨在通过实践操作加深学生对于操作系统中进程同步的理解。具体目标包括： - **理解进程同步原理**：掌握进程间如何协调工作以避免冲突。 - **熟悉Linux下的进程同步机制**：了解并运用Linux系统提供的同步工具和技术。 - **设计并实现经典进程同步问题**：通过编程实践解决典型同步问题。 #### 二、实验理论基础 ##### 1. 进程同步原理进程同步是指在多进程环境中，为了保证共享资源的正确使用而采取的一系列措施。主要目的是防止多个进程同时访问同一资源导致的数据不一致或其他错误。 ##### 2. P、V操作 P、V操作是由Dijkstra提出的用于实现进程同步的基本方法，它们是对信号量进行操作的两个原语。 - **P操作**: 请求分配一个资源。 - 将信号量的值减1。 - 如果信号量的值大于等于0，则进程可以继续执行；否则，进程被置于等待状态。 - **V操作**: 释放一个资源。 - 将信号量的值加1。 - 如果信号量的值大于0，则进程继续执行；否则，唤醒一个等待此信号量的进程。 ##### 3. 信号量信号量是一种用于进程间通信和同步的机制。 - **数据结构**: 包含一个整数值和一个指向等待队列的指针。 - **作用**: - 当信号量的值大于0时，表示可用资源的数量。 - 当信号量的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。 - **修改方式**: 只能通过P、V操作来改变信号量的值。 ##### 4. Linux进程同步原语 Linux提供了多种机制来支持进程间的同步，主要包括： - **wait()函数**: 阻塞父进程直到一个子进程退出。 - **ftok()函数**: 用于生成一个键值，该键值可以用来标识一个信号量集。 - **semget()函数**: 创建或获取一个信号量集。 - 参数`key`是一个键值，通常由`ftok()`获得。 - 参数`nsems`指定信号量集中的信号量数量。 - 参数`semflg`是一些标志位，用于控制信号量集的创建或获取行为。 - **semop()函数**: 在信号量集上执行一系列P/V操作。 - **semctl()函数**: 对信号量进行控制操作，如设置或查询信号量属性等。 #### 三、实验实现根据实验要求，设计了一个简单的程序来演示进程同步。程序使用了Linux下的信号量机制实现进程间的同步。 ```c #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h> #include <errno.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #define PERM (S_IRUSR|S_IWUSR) #define SEMKEY (key_t)0x200 typedef union _semun { int val; struct semid_ds *buf; ushort *array; } semun; int semid; static int count = 0; FILE *fp, *fp1, *fp2; struct sembuf prmutex = {0, -1, 0}; struct sembuf pwmutex = {1, -1, 0}; struct sembuf ps = {2, -1, 0}; struct sembuf vrmutex = {0, 1, 0}; struct sembuf vwmutex = {1, 1, 0}; struct sembuf vs = {2, 1, 0}; int initsem() { semun x; x.val = 1; if ((semid = semget(SEMKEY, 3, 0600 | IPC_CREAT | IPC_EXCL)) == -1) { if (errno == EEXIST) { semid = semget(SEMKEY, 3, 0600); } else { perror("semget"); exit(1); } } // ... (后续代码省略) } ``` #### 四、总结本实验通过实际编写和运行代码，帮助学生深入理解进程同步的重要性及其在Linux环境下的具体实现方法。通过P、V操作以及信号量机制的学习，学生能够更好地掌握多进程环境下的资源共享与同步技术。此外，通过对经典问题的设计和实现，提高了学生解决问题的能力，为进一步学习更高级的操作系统概念奠定了坚实的基础。

这是一个使用System V IPC机制创建一个新的信号量集合(semaphore set)的语句。具体来说，semget()函数的参数依次是： - SEMKEY：用于标识信号量集合的键值，是一个整数值。可以使用ftok()函数将一个文件名和一个整数值转换为一个唯一的键值，以便不同的进程可以使用相同的键值来访问同一个信号量集合。 - 1：信号量集合中信号量的个数，这里是一个。 - IPC_CREAT | 0666：IPC_CREAT表示创建新的信号量集合，如果该信号量集合已经存在，则返回其标识符；0666是该信号量集合的权限，表示所有用户都有读写权限。如果semget()函数成功执行，它将返回一个非负整数值，即新建的信号量集合的标识符(semaphore set identifier)。如果失败则返回-1，并设置errno变量以指示错误原因。

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semid = semget(SEMKEY, 1, IPC_CREAT | 0666)

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int main() { int semid = semget(key, 1, IPC_CREAT | 0666); printf("信号量创建%d", semid); }错误在哪

semctl (semid, 1, IPC_RMID, NULL);

/*对信号量进行P操作*/ void P(int semid) { struct sembuf p; p.sem_num = 0; p.sem_op = -1; p.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &p, 1); }

在Linux系统里，使用pid_t pid1; pid_t pid2; pid1=fork(); pid2=fork();if(pid1==0&&pid2==0) { p(semid_SP); v(semid_SG1); }以及pv操作实现盘子水果问题

在Linux系统里，使用pid_t pid1; pid_t pid2; pid1=fork(); pid2=fork();if(pid1==0&&pid2==0) { p(semid_SP); v(semid_SG1); }以及pv操作实现盘子水果问题并把代码写出来

semctl(semid, 0, SETVAL, sem_union)

请解释代码while(((semop_ret=semop(semid,&semwait,1))==-1)&&(errno==EINTR));

请解释代码while(((semop_ret=semop(semid,&semsignal,1))==-1)&&(errno==EINTR));

结构体semid_t的原型是什么以及各部分参数意义

for (i = 0; i < 200; i++) { P(semid, 0);//获取占用位置的信号量 queue->data[queue->tail] = nums[i]; queue->tail = (queue->tail + 1) % MAXSIZE; queue->count++; V(semid, 1); }

union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; };

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/对信号量进行P操作/ void P(int semid) { struct sembuf p; p.sem_num = 0; p.sem_op = -1; p.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &p, 1); }

union semun { int val; struct semid_ds buf; unsigned short array; };

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