實(shí)驗(yàn)二,進(jìn)程通信,管道共享內(nèi)存

1、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二：進(jìn)程通信（一）管道及共享內(nèi)存一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 了解進(jìn)程之中相互通信的方式· 加深對(duì)管道通信的了解· 了解共享內(nèi)存通信的程序設(shè)計(jì)方法· 了解和熟悉Linux支持的共享存儲(chǔ)區(qū)機(jī)制二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟任務(wù)一、（1）閱讀以上父子進(jìn)程利用管道進(jìn)行通信的例子（例1），寫出程序的運(yùn)行結(jié)果并分析。（2）編寫程序：父進(jìn)程利用管道將一字符串交給子進(jìn)程處理。子進(jìn)程讀字符串，將里面的字符反向后再交給父進(jìn)程，父進(jìn)程最后讀取并打印反向的字符串任務(wù)二、1）閱讀例2的程序，運(yùn)行一次該程序，然后用ipcs命令查看系統(tǒng)中共享存儲(chǔ)區(qū)的情況，再次執(zhí)行該程序，再用ipcs

2、命令查看系統(tǒng)中共享內(nèi)存的情況，對(duì)兩次的結(jié)果進(jìn)行比較，并分析原因。最后用ipcrm命令刪除自己建立的共享存儲(chǔ)區(qū)。 （有關(guān)ipcs和ipcrm介紹見(jiàn)后面一頁(yè)）（2）每個(gè)同學(xué)登陸兩個(gè)窗口，先在一個(gè)窗口中運(yùn)行例3程序1（或者只登陸一個(gè)窗口，先在該窗口中以后臺(tái)方式運(yùn)行程序1），然后在另一個(gè)窗口中運(yùn)行例3程序2，觀察程序的運(yùn)行結(jié)果并分析。運(yùn)行結(jié)束后可以用ctrl+c結(jié)束程序1的運(yùn)行。（3）編寫程序：使用系統(tǒng)調(diào)用shmget()，shmat()，shmdt()，shmctl()，編制程序。要求在父進(jìn)程中生成一個(gè)30字節(jié)長(zhǎng)的私有共享內(nèi)存段。接下來(lái)，設(shè)置一個(gè)指向共享內(nèi)存段的字符指針，將一串大寫字母寫入到該指針指

3、向的存貯區(qū)。調(diào)用fork()生成子進(jìn)程，讓子進(jìn)程共享內(nèi)存段中的內(nèi)容。接著，將大寫字母改成小寫，子進(jìn)顯示程修改共享內(nèi)存中的內(nèi)容。之后，子進(jìn)程將脫接共享內(nèi)存段并退出。父進(jìn)程在睡眠5秒后，在此顯示共享內(nèi)存段中的內(nèi)容（此時(shí)已經(jīng)是小寫字母）。三、 代碼及運(yùn)行結(jié)果分析1.任務(wù)1（1）代碼：#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>int main()int

4、 x,fd2;char buf30,s30;pipe(fd);while(x=fork()=-1);if(x=0)close(fd0);printf("Child Process!n");strcpy(buf,"This is an examplen");write(fd1,buf,30);exit(0);elseclose(fd1);printf("Parent Process!n");read(fd0,s,30);printf("%sn",s);截圖：結(jié)果和分析：創(chuàng)建一個(gè)管道，調(diào)用fork（）函數(shù)產(chǎn)生兩個(gè)進(jìn)程，

5、我的系統(tǒng)優(yōu)先先執(zhí)行父進(jìn)程，比較疑惑，既然這樣，管道中并沒(méi)有數(shù)據(jù)是如何得出最后結(jié)果的，后來(lái)百度了一下解釋說(shuō)是因?yàn)楣艿辣旧硎且环N同步機(jī)制，并且printf執(zhí)行的時(shí)間要比其他程序時(shí)間長(zhǎng)得多，才會(huì)這樣。然后執(zhí)行子程序，將數(shù)據(jù)寫入管道，然后父程序打印出來(lái)2. 任務(wù)1（2）代碼：#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>void fanzhuan(char

6、 *s)char *p=s+strlen(s)-1;char temp;while(s<p)temp=*p;*p-=*s;*s+=temp;int main()int i,x,fd2;char buf20,s20,m20;strcpy(buf,"This is an examplen");pipe(fd);write(fd1,buf,20);while(x=fork()=-1);if(x=0)printf("Child Process!n");read(fd0,s,20);/printf("%sn",s);fanzhuan(s)

7、;write(fd1,s,20);exit(0);elsewait(NULL);close(fd1);printf("Parent Process!n");read(fd0,m,20);printf("%sn",m);截圖：3. 任務(wù)2（1）代碼：#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main()key_t key=105;int shmi

8、d_1,shmid_2;if(shmid_1=shmget(key,1000,0644|IPC_CREAT)=-1)perror("shmget shmid_1");exit(1);printf("First shared memory identifier is %dn",shmid_1);if(shmid_2=shmget(IPC_PRIVATE,20,0644)=-1)perror("shmget shmid_2");exit(2);printf("Second shared memory identifier is

9、%dn",shmid_2);exit(0);截圖：結(jié)果和分析：兩次運(yùn)行結(jié)束后，第二個(gè)共享標(biāo)識(shí)符不一樣，然后在每一次的ipcs查看共享存儲(chǔ)區(qū)的時(shí)候，最后一行也是不一樣的。原因是分配了兩次，然后第一次有key值，第二次是沒(méi)有的。4. 任務(wù)2（2）代碼：程序1：#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<signal.h>#include<unistd.

10、h>#define SHMKEY 105#define K 1024int shmid;int main()int i,*pint;char *addr;extern void* shmat();extern cleanup();for(i=0;i<20;i+)signal(i,cleanup);shmid=shmget(SHMKEY,16*K,0777|IPC_CREAT);addr=shmat(shmid,0,0);printf("addr 0x%xn",addr);pint=(int *)addr;for(i=0;i<256;i+)*pint+=i;

11、pause();cleanup()shmctl(shmid,IPC_RMID,0);exit(0);程序2：#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<signal.h>#include<unistd.h>#define SHMKEY 105#define K 1024int shmid;int main()int i,*pint;char *addr

12、;extern void *shmat();shmid=shmget(SHMKEY,8*K,0777);addr=shmat(shmid,0,0);pint=(int *)addr;for(i=0;i<256;i+)printf("%dn",*pint+);截圖：結(jié)果和分析：程序（1）后臺(tái)運(yùn)行的時(shí)候，先創(chuàng)建一個(gè)共享內(nèi)存段，然后掛接，得到共享區(qū)的地址，并且輸出這個(gè)地址，然后pint的首地址就是共享區(qū)首地址，向共享區(qū)里面輸入1,2,3,4,5.。155。程序（2）執(zhí)行的時(shí)候首先先掛接到這個(gè)共享區(qū)，然后向從首地址開(kāi)始遍歷，輸出其中的內(nèi)容5. 任務(wù)2（3）代碼：#includ

13、e<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<string.h>#include<stdio.h>int main() key_t key=105;int shmid,p1,i;char *addr,*pint,temp;shmid=shmget(key,30,0644|IPC_CREAT);addr=shmat(

14、shmid,0,0);for(i=0;i<5;i+)*addr='A'+i;addr+;while(p1=fork()=-1);if(p1=0)shmid=shmget(105,30,0644);printf("successn");addr=shmat(shmid,0,0);for(i=0;i<5;i+)temp=*addr;*addr=temp+32;addr+;addr=shmat(shmid,0,0);printf("%sn",addr);shmdt(addr);elsesleep(5);addr=shmat(shmid,0,0);printf("%sn",addr);/printf("%sn",addr);shmctl(shmid,IPC_RMID,0);exit(0);截圖：結(jié)果和分析：首先顯示創(chuàng)建一個(gè)要求的共享區(qū)，然后掛接上去，得到共享區(qū)首地址，向共享區(qū)中輸入一串大寫字符串，然后調(diào)用fork（），生成一個(gè)子程序，先讓掛接到共享區(qū)，并且獲