OS实验三 共享内存与进程同步
简单了解共享内存： http://lobert.iteye.com/blog/1746041
1 实验目的与要求
1、掌握Linux下共享内存的概念与使用方法；
2、掌握环形缓冲的结构与使用方法；
3、掌握Linux下进程同步与通信的主要机制。
2 实验内容
利用多个共享内存（有限空间）构成的环形缓冲，将源文件复制到目标文件，实现两个进程的誊抄。
3 实验过程与结果
实验过程：
（1）父进程使用shmget创建五个缓冲区，使用shmat挂接到父进程并形成环状缓冲区；
（2）父进程创建两个信号灯w和r，对信号灯赋初值（w为5，代表可写缓冲区数量；r为0，代表可读缓冲区数量）；
（3）父进程创建子进程1和、子进程2。其中子进程1把源文件数据向缓冲区写入数据，子进程2则把缓冲区数据写入目标文件。
（4）通过对信号量的PV操作使子进程同步运行，同时，当写入目标文件的速度追上从源文件读出速度时，写操作应等待读操作。
（5）读到文件尾，将最后一次读出的字节数赋给结束标志，最后一次写入目标文件的字节数与此相等，确保誊抄正确。
（6）子进程誊写结束后，父进程删除信号量与共享缓冲区后，打印删除成功的提示信息，进程结束，
4、实验代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BLOCK_SIZES 5 //缓冲区个数
#define BUFFER_SIZE 1024 //缓冲区大小
union semun {
int val; /* value for SETVAL */
struct semid_ds *buf; /* buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
unsigned short *array; /* array for GETALL, SETALL */
struct seminfo *__buf; /* buffer for IPC_INFO */
};
union semun arg;
int semid;//信号量集合首地址
struct share_buffer
{
int end;
char buffer[BUFFER_SIZE];
struct share_buffer *next;
};
struct share_buffer *start=NULL;
char *share[BLOCK_SIZES];//指向共享缓冲区
int pid1,pid2;//子进程标识符
int running=1;
int shmid[BLOCK_SIZES];//共享缓冲区标识符
/***对信号量数组index编号的信号量做P操作***/
void P(int semid, int index){
struct sembuf sem={index,-1,0};
semop(semid,&sem,1);
}
/***对信号量数组index编号的信号量做V操作***/
void V(int semid, int index){
struct sembuf sem={index,+1,0};
semop(semid,&sem,1);
}
void writebuf()
{
int file_end;
int times=0;
const char* pathname;
struct share_buffer *in=start;
int fd;//文件描述符
char pn[100]="/home/kuixiao/aaa";
pathname=pn;
if ((fd=open(pathname,O_RDONLY))==-1){
printf("打开源文件失败\n");
return;
}
else
printf("打开源文件成功\n");
while(running){
P(semid,0);
file_end=read(fd,in->buffer, BUFFER_SIZE-1);
if(file_end!=BUFFER_SIZE-1&&file_end!=0){
printf("最后一次从源文件读出%d字节\n",file_end);
in->end=file_end;
V(semid,1);
return;
}
printf("第%d次从源文件读出\n",++times);
in=in->next;
V(semid,1);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
void readbuf()
{
int times=0;
const char* pathname;
struct share_buffer *out=start;
int fd;//文件描述符
char pn[100]="/home/kuixiao/ccdd";
pathname=pn;
if ((fd=open(pathname,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRWXU|S_IXGRP|S_IROTH|S_IXOTH))==-1){
printf("打开目标文件失败");
return;
}
else
printf("打开目标文件成功\n");
while(running){
P(semid,1);
write(fd,out->buffer, BUFFER_SIZE-1);
printf("第%d次写入到目标文件\n",++times);
out=out->next;
V(semid,0);
if(out->end!=0)//写到文件尾
{
printf("最后一次写入%d个字节到目标文件\n",out->end);
write(fd,out->buffer,out->end);
return ;
}
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
int main()
{
int ret;
int i;
void* shm=NULL;
key_t key=1234,key1;
struct share_buffer *head=NULL,*tail=NULL;
int size=sizeof(struct share_buffer);
/***创建共享内存组***/
for(i=0;iend=0;
head->next=tail;
if(i==0)start=head;
tail=head;
}
start->next=head;
/***获得键值***/
key1=ftok("/tmp", 0x66 ) ;
if(key<0){
perror("ftok key error") ;
return -1 ;
}
/***创建两个信号量***/
semid=semget(key,2,IPC_CREAT|0666);
if(semid==-1){
perror("create semget error");
return ;
}
/***对两个信号量赋初值***/
arg.val=BLOCK_SIZES;
ret=semctl(semid,0,SETVAL,arg);//信号量semid【0】为1
arg.val=0;
ret =semctl(semid,1,SETVAL,arg);//信号量semid【1】为0
if (ret < 0 ){
perror("ctl sem error");
semctl(semid,0,IPC_RMID,arg);
return -1 ;
}
/***创建子进程***/
if((pid1=fork())<0){
perror("Fail to fork");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid1==0)writebuf();
else {
if((pid2=fork())<0){
perror("Fail to fork");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid2==0)readbuf();
else
{
/***等待子进程结束***/
waitpid(pid1,NULL,0);
waitpid(pid2,NULL,0);
printf("子进程已结束\n");
/***删除信号量***/
semctl(semid,0,IPC_RMID,arg);
semctl(semid,1,IPC_RMID,arg);
printf("信号量删除成功\n");
/***删除缓冲区***/
for(i=0;i