山东大学操作系统实验问题解决

基础

• vim详解
• 将vim的内容复制到系统剪切板上
• 将字符串转换为整数类型
• 处理warning：implicit declaration of function XXX，是因为函数没有在头文件定义，因此导致编译的时候没法儿正确生成.o文件。我出现了下图的状况：
  添加头文件，这是Linux/Unix内置系统的头文件，包含很多系统服务的函数原型。
• C、C++中union用法总结
• Linux目录文件权限，还真是啥都忘了吼
• fgets函数

pv基础

• 信号量S：
  若大于等于0，则表示可供并发进程使用的资源的实体数；
  若小于0，则表示正在等待使用临界区的进程的个数
  所以初值应该设为大于0
• 原语：不可中断的程序段
• P：S-1
  若结果仍然大于等于0，则进程继续执行；
  若结果小于0，则进程阻塞，进入与该信号相对应的队列当中，然后转进程调度。
  V：S+1
  若结果仍然大于0，则进程继续执行；
  若结果小于等于0（注意0的情况在第二种），则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原来的进程继续执行或转进程调度。
• 临界资源：每次仅允许一个进程访问的资源，例如打印机，消息缓冲队列，变量，缓冲区等等。
• 大多数情况下同步已经实现了互斥，同步是在互斥的基础上通过其他机制实现访问者对资源的有序访问（互斥是无序的)。

Makefile

跟我一起写Makefile（一）
跟我一起写Makefile（二）
（系列文章都在评论中有指路）
初次尝试离开IDE编程，对工程的编译有了更深的认识。

这是一个文件的依赖关系，也就是说，target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。
make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“edit”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
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版权声明：本文为CSDN博主「haoel」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886

每个Makefile中都应该写一个清空目标文件（.o和执行文件）的规则，这不仅便于重编译，也很利于保持文件的清洁。
更为稳健的做法是：
.PHONY : clean
clean :
-rm edit *.o

前面说过，.PHONY意思表示clean是一个“伪目标”，。而在rm命令前面加了一个小减号的意思就是，也许某些文件出现问题，但不要管，继续做后面的事。
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fork()

fork()父子进程共享
fork()父子进程运行优先顺序
在实验中遇到了一点问题，如下代码：

#include  
#include  

main () 
{
      
        pid_t pid; 
        pid=fork(); 
        if (pid < 0) 
            printf("error in fork!"); 
        else if (pid == 0) 
            printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid()); 
        else 
            printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid()); 
}

在很多文章中，都先输出child process，再输出parent process，而我运行之后结果相反。查找资料fork()父子进程运行先后顺序了解到可能与linux系统版本有关，也有可能原因可能是：

·在多处理系统中，它们可能会同时访问一个cpu；
·在单处理系统中，fork(）之后很可能总是先调度父进程（优化性能），但如果恰好父进程的cpu时间片到期了，则执行子进程。

（还发现先输出子进程的资料时间都是比较老的了，估计与版本有关系）

函数

• Signal ()函数详细介绍
• read(), write():

read()
用于文件描述符对应的文件中读取数据，原型：
ssize_t read(int fd,void*buf,size_t count)
#参数说明：
fd: 是文件描述符, 从command line获取数据时，为0
buf: 为读出数据的缓冲区；
count: 为每次读取的字节数（是请求读取的字节数，读上来的数据保存在缓冲区buf中，同时文件的当前读写位置向后移）
#返回值：
成功：返回读出的字节数
失败：返回-1，并设置errno，如果在调用read之前到达文件末尾，则这次read返回0

write()
用于将数据写入到文件描述符对应的文件，原型：
ssize_t write(int fd,const void*buf,size_t count);
#参数说明：
fd:是文件描述符（输出到command line，就是1）
buf:通常是一个字符串，需要写入的字符串 count：是每次写入的字节数
#返回值：
成功：返回写入的字节数
失败：返回-1并设置errno

read()/write()函数的第二个参数是保存在缓冲区的数据/需要写入的数据，在“进程的通信”实验中，用到管道，那么buf参数所代表的就是保存在管道中的数据/要写入管道的数据。

• struct sched_param结构体结构

• int atoi(const char *str)，将参数 str 所指向的字符串转换为的长整数并返回，如果没有执行有效的转换，则返回零。

• 学到现在连C的main函数里的参数都没搞明白，实在有些惭愧555，c语言中命令行参数argc,argv[ ]因为argv[0]指向输入的程序路径及名称，因此实际上是argv[1]来指向参数para_1字符串。

• 信号signal处理机制

• 共享内存理解：shmget()函数、shmat()、IPC_CREAT | IPC_EXCL

实验四：进程同步实验

基础

• 在Linux的proc文件系统中有3个虚拟文件动态记录了ipcs命令（包括ipcs -m共享内存情况，ipcs -s信号灯数组，ipcs -q消息队列）显示的当前IPC对象的信息：
  /proc/sysvipc/shm 共享内存 （sharing memory)
  /proc/sysvipc/sem 信号量 (semaphore)
  /proc/sysvipc/msg 消息队列 (message)
  可以利用它们在程序执行时获取有关IPC对象的当前信息。

• BUFSIZ的值，BUFSIZ为系统默认的缓冲区大小。也可以自己定义#define BUFSIZ 256*。

• key_t的本质，System V IPC使用key_t值作为它们的名字，在Redhat linux(后续验证默认都在该平台下)下key_t被定义为int类型。

• IPC结构的键(key)与标识符(ID)

示例

变量

生产者消费者共享缓冲区的变量：buff_key， buff_num， buff_ptr(ptr是共享指针啦…）
生产者放产品位置的共享指针：pput_key， pput_num， pput_ptr
消费者取产品位置的共享指针：cget_key， cget_num， cget_ptr
生产者有关的信号量：cons_key， cmtx_key， cons_sem， cmtx_sem， sem_val， sem_flg， shm_flg

函数

1. int shmget(key_t key,int size,int flags)
   参数：
   shm_key 共享内存的键值，可以为IPC_PRIVATE(linux进程通信IPC之IPC_PRIVATE与ftok比较)，也可以指定一个整数值。
   shm_size 共享内存字节长度
   shm_flags 共享内存权限位
   返回值：调用成功后，若key是用新整数指定并且flags中设置了IPC_CREATE，系统将此值与其他共享内存区的 key 进行比较，如果存在相同的 key ，说明共享内存区已存在，此时返回该共享内存区的标识符，否则新建一个共享内存区并返回其标识符。不成功则返回-1。
   semget，msgget返回值相似，参数略有不同。
2. int get_ipc_id(char proc_file,key_t key)*
   从/proc/sysvipc/文件系统中获取IPC的id号
   参数中proc_file对应/proc/sysvipc/目录中的IPC文件；key对应要获取的IPC的id号的键值
3. int set_sem(key_t sem_key,int sem_val,int sem_flg)
   建立一个具有n个信号灯的信号量，返回一个信号灯数组的标识符sem_id
   参数：信号灯数组的键值，信号灯的个数，数组的存取权限
4. char * set_shm(key_t shm_key,int shm_num,int shm_flg)
   建立一个具有n个字节的共享内存区，返回指向该内存区的首地址的指针shm_buf
5. int set_msq(key_t msq_key,int msq_flg)
   返回一个消息队列的标识符msq_id
6. down(int sem_id)
   当sem_id的值是0的时候，不能再减了，阻塞；如果是1如果更高的话，则可以继续。

吸烟者问题(Smoker Problem)

桌子上有容量为1的缓冲区，只能有一种组合在里面。相当于一共有4种同步关系：

1. 桌子上有组合1，则smoker1取走材料，开始吸烟
2. 桌子上有组合2，则smoker2取走材料，开始吸烟
3. 桌子上有组合3，则smoker3取走材料，开始吸烟
4. 桌子上没有组合，那么吸烟完成之后，供应者将下一个组合放到桌子上
   并且三个吸烟者的吸烟行为互斥，即只能有一个吸烟者吸烟。

思路：将缓冲区的大小设置为1，all_sem（表示缓冲区中的状况），prod_sem（表示生产者同步信号），ab_sem，bc_sem，ac_sem分别表示各个吸烟者的信号。生产者的操作：down(all_sem) down(prod_sem)，表示缓冲区被占用了，然后将材料组合放入缓冲区中，再up(producer)，并提醒对应的吸烟者。而吸烟者的操作：down(ab_sem)，从缓冲区中读取到材料后，down(all_sem)，则又回到初始的状态，并且已经变成下一个组合。

实验五：进程互斥实验

IPC之消息队列(struct msqid_ds)

理发店问题思路：理发室有3个理发椅子和3个理发师，有一个容纳4位顾客的沙发，和一间可容纳13位顾客的等候室。情况分为：

1. 当沙发和等候室都没有人的时候，理发师正在睡觉或者顾客小于3人，正在被理发；
2. 当沙发上的有人且人数小于4人时，代表等候室中没有人，且有3人正在理发，沙发上的顾客都在等候；
3. 当沙发上的人数为4人，等候室的人数等于0时，同情况3；
4. 当等候室的人数大于0时，表示有3位顾客正在理发，沙发上坐着4位顾客，以及等候室中还有顾客在等待；
5. 当等候室的人数等于13时，表示理发店中的顾客已经满员，不允许有其他顾客进入了。

再补充…*