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共享内存与信号量
实验7 共享内存和信号量(进程间通信)邢卫 2008-11-26修订实验目的学习并掌握Linux系统中的进程间通信机制,包括共享内存和信号量。实验内容学习共享内存相关的系统调用shmget(), shmat(), shmdt, shmctl()学习信号量(semaphore)相关的系统调用semget(), semop(), semctl()学习信号(signal)相关的系统调用signal(), atexit()等完成《边干边学》第6.4.1节的实验程序的编辑、编译、运行操作分析、学习实验程序的工作过程和原理选做:学习《边干边学》第6章,结合使用联机手册(可以从man 2 ipc命令开始),编程练习各种进程间通信机制实验步骤1.以stu帐号登录2.编辑reader_writer1.c程序注意:在193页delete()函数中,注意改成if (mysemctl(Semid, 0, IPC_RMID, (union semun)0) == -1) {限于实验的时间,该文件已预先存放在/home/stu/.kernel/lab6目录下,可以直接使用。但每位同学务必通读并理解该程序。登录后,使用 cd .kernel/lab6 命令进入该文件所在目录,继续以下实验步骤。3.编译 gcc reader_writer1.c -o reader_writer14.运行 ./reader_writer1注意记录下共享内存的id号5.使用 Alt+F2切换到第2个登录窗口,再次以stu帐号登录可以使用who命令查看验证此时有两个stu用户已登录可以使用ps –l命令查看这两个stu用户的进程6.在第2个stu用户窗口中,输入 ./reader_writer1 共享内存的id号注意:此时,第2个stu用户窗口中的进程担当writer角色,第1个stu用户窗口中的进程担当reader角色。7.在第2个窗口中,多次输入信息;使用Alt+F1和Alt+F2在两个窗口间切换,观察你对writer的输入,writer已经通过共享内存传递给了reader。8.此时,你还可以使用Alt+F3切换到第3个登录窗口,并以stu帐号登录可以使用who命令验证有3个stu用户登录;可以经常性使用ps –l命令来查看另外两个窗口中的进程的状态9.切换到writer窗口(第2个窗口),通过对writer的问题回答“2”,退出writer。切换到reader窗口(第1个窗口),通过Ctrl+C思考题同样的源程序,reader和writer进程是怎样各自找到自己的定位的?reader和writer是怎样通过信号量(semphore)实现同步的?writer是如何得知这一对信号量的id的?数据是如何从writer传递到reader的?writer是如何得知共享内存的id的?在reader中,是如何捕获Ctrl-C信号(signal)的?捕获后是如何处理的?一般来说,在Linux中使用共享内存(shared memory)的流程应该怎样?使用哪些系统调用?一般来说,在Linux中使用信号量(semaphore)的流程应该怎样?使用哪些系统调用?这里的共享内存,和使用带CLONE_VM标志的clone()系统调用创建的两个task之间共享的内存,有什么异同?参考资料《边干边学》(第1版)第6章,“共享内存”具体源程序和实验操作详见6.4.1节附录1共享内存的使用共享内存共有4个系统调用:shmget,shmat,shmdt,shmctlint shmget(key_t key, int size, int shmflg);典型的创建共享内存的用法shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | IPC_EXCL | mode);shmid = shmget(IPC_PRIVATE, size, mode);void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);典型用法:shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);int shmdt(const void *shmaddr);int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);典型用法:取状态 shmctl(shmid, IPC_STAT, buf);删除 shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);实例struct shmid_ds buf;shmid = shmget(key, size, flag);if (shmid == -1) { // error handling ...}shmctl(shmid, IPC_STAT, buf);//
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