1、操作系统实验报告实验三、进程通信（一）管道及共享内存一、 实验目的1） 加深对管道通信的了解2） 掌握利用管道进行通信的程序设计3） 了解共享内存通信的程序设计方法4） 了解和熟悉 Linux 支持的共享存储区机制二、 实验内容任务一、（1）阅读以上父子进程利用管道进行通信的例子（例 1） ，写出程序的运行结果并分析。（2）编写程序：父进程利用管道将一字符串交给子进程处理。子进程读字符串，将里面的字符反向后再交给父进程，父进程最后读取并打印反向的字符串。任务二、（1）阅读例 2 的程序，运行一次该程序，然后用 ipcs 命令查看系统中共享存储区的情况，再次执行该程序，再用 ipcs 命令查看系
2、统中共享内存的情况，对两次的结果进行比较，并分析原因。最后用 ipcrm 命令删除自己建立的共享存储区。 （有关 ipcs 和 ipcrm 介绍见后面一页）（2）每个同学登陆两个窗口，先在一个窗口中运行例 3 程序 1（或者只登陆一个窗口，先在该窗口中以后台方式运行程序 1） ，然后在另一个窗口中运行例 3程序 2，观察程序的运行结果并分析。运行结束后可以用 ctrl+c 结束程序 1 的运行。（3）编写程序：使用系统调用 shmget()，shmat()，shmdt() ，shmctl()，编制程序。要求在父进程中生成一个 30 字节长的私有共享内存段。接下来，设置一个指向共享内存段的字符指
3、针，将一串大写字母写入到该指针指向的存贮区。调用 fork()生成子进程，让子进程显示共享内存段中的内容。接着，将大写字母改成小写，子进程修改共享内存中的内容。之后，子进程将脱接共享内存段并退出。父进程在睡眠 5 秒后，在此显示共享内存段中的内容（此时已经是小写字母） 。三、 代码及运行结果分析（1） 阅读以上父子进程利用管道进行通信的例子（例 1） ，写出程序的运行结果并分析实验代码：#includemain() int x,fd2;char buf30,s30;pipe(fd);while (x=fork()=-1);if (x=0)close(fd0);printf(“Child Pro
4、cess!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);运行结果：分析：调用 pipe(fd);创建一个管道后，接着调用 fork()函数产生两个进程，首先开始执行子进程，关闭管道出口，通过管道入口向管道中写入内容。执行 if 语句后，进入 else 语句块内开始父进程，管道入口关闭，通过管道出口端从管道中读取之前写入内容，最后输出出来（2） 编写程序：父进程利用管道将
5、一字符串交给子进程处理。子进程读字符串，将里面的字符反向后再交给父进程，父进程最后读取并打印反向的字符串。实验代码：#includemain() int x,count,left,right,temp,fd2,fe2;char c,buf30,s30;pipe(fd);pipe(fe);printf(“please input a line of char“);scanf(“%s“,buf);while(x=fork()=-1);if(x=0)close(fd0);close(fe1);printf(“Child Process!n“);write(fd1,buf,30);read(fe0,b
6、uf,30);printf(“%sn“,buf);exit(0);elseclose(fd1);close(fe0);count=0;doread(fd0,scount+=c;while(c!=0);printf(“Parent Process!n“);printf(“%sn“,s);count-=2;for(left=0,right=count;left#include #include main()key_t key=208; /*在实际实验过程中，为了避免每个同学建立的共享存储区关键字一样而相互干扰，关键字请用学号末 3 位*/int shmid_1,shmid_2;if (shmid_
7、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 %dn“,shmid_2);exit(0);运行结果：Ipcs 查看：再次运行：再次用 ipcs 查看：Ipc
8、rm 删除分析：成功，返回共享内存段的标识符，内核中用于唯一的标识一个对象。对存在于内核存贮空间中的每个共享内存段，内核均为其维护着一个数据结构shmid_ds。失败，返回1，设置 errno。第一个参数 key（键值）用来创建 IPC 标识符，shmget()返回的标识符与key 值一一对应，不同的 key 值返回不同的标识符。第二个参数 size，决定了共享内存段的大小（若访问已存在的内存段，该参数可设为 0） 。有最大字节数的限制第三个参数 shmflag，用于设置访问权限及标识创建条件。对两次的结果进行比较：两次运行结束后的 第二个共享标识符是不一样的。在用 ipcs 查看时，共享内存
9、段中的关键字，共享内存标识符，访问权限，字节等都是不一样的。（4）每个同学登陆两个窗口，先在一个窗口中运行例 3 程序 1（或者只登陆一个窗口，先在该窗口中以后台方式运行程序 1） ，然后在另一个窗口中运行例 3 程序 2，观察程序的运行结果并分析。运行结束后可以用 ctrl+c 结束程序 1 的运行。实验代码：#include #include #include #define SHMKEY 208 /*在实际实验过程中，为了避免每个同学建立的共享存储区关键字一样而相互干扰，关键字请用学号末 3 位*/#define K 1024int shmid;main ()int i,*pint;ch
10、ar *addr;extern char * shmat ();extern cleanup ();for(i=0;i#include #include #define SHMKEY 208 /*在实际实验过程中，为了避免每个同学建立的共享存储区关键字一样而相互干扰，关键字请用学号末 3 位*/#define K 1024int shmid;main ()int i,*pint;char *addr;extern char * shmat ();shmid=shmget(SHMKEY,8*K,0777);/*取共享区 SHMKEY 的 id */addr=shmat(shmid,0,0);/*
11、连接共享区 */pint=(int *)addr;for (i=0;i#include #include #define SHMKEY 208 /*在实际实验过程中，为了避免每个同学建立的共享存储区关键字一样而相互干扰，关键字请用学号末 3 位*/#define K 1024int shmid;main()int i;char *pint;char *addr;extern char * shmat ();extern cleanup ();for(i=0;i#include #include #define SHMKEY 208 /*在实际实验过程中，为了避免每个同学建立的共享存储区关键字一
12、样而相互干扰，关键字请用学号末 3 位*/#define K 1024int shmid;main ()int i;char *pint;char *addr;extern char * shmat ();shmid=shmget(SHMKEY,8*K,0777);/*取共享区 SHMKEY 的 id */addr=shmat(shmid,0,0);/*连接共享区 */pint=(char *)addr;for (i=0;i5;i+)printf(“%cn“,-32+*pint+);/*打印共享区中的内容 */结果无法正确运行四、 实验心得通过本次实验了解了管道进程间通信形式， ，管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道； 单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统 。数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。基本达到了本次实验的要求。另外，对于共享内存也有一定的了解,学会通过创建多个管道实现父子进程间的通信，对于共享内存通信的工作机制也有了一定的了解，总之，本次实验自己收获了很多。
