操作系统课程设计报告—PV操作

操作系统设计实验报告

—— PV操作

学院：计算机科学技术与通信工程学院

班级：计算机0501班

姓名：白璐 学号：3050603018 指导老师：牛德娇

2008年 1月18

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日

一、操作系统课程设计题目

LINUX系统管理实践与进程控制、进程通信实现

进程通信题目：桌上有一只盘子，每次只能放入3只水果。爸爸专放苹果，妈妈专放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。用P，V操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿进程的同步控制，橘子用orange表示，苹果用apple表示，空用empty表示。

二、开发环境

LINUX环境

三、分析设计

（一）实验原理

1. 原理：

parents（包括father和mother）--> |+++|（缓冲区：存放3个水果）-->daughter和son。 Parents和daughter、son通过共享缓冲区进行通信，信号量用于对缓冲区互斥访问、对parents和daughter、son进行同步。

2.共有五个程序：control , father , mother,son,daughter.其中control是主控程序. control:实现对缓冲区的初始化,要最先执行，且只需要执行一次。

father:把一个苹果放入缓冲区：从屏幕输入一个字符串（32字节以内）。 Mother:把一个橘子放入缓冲区：从屏幕输入一个字符串（32字节以内）。 Son:从缓冲区取出一个橘子：从屏幕上输出一个字符串。

Daughter:从缓冲区取出一个苹果：从屏幕上输出一个字符串。

3.注意：信号量、共享缓冲区都是系统资源，其总个数是有上限的。每个资源的id在系统中唯一，并且系统不会主动释放它们，所以要小心使用，及时释放。 本程序中：control在执行一次后（成功执行），信号量、共享缓冲区就会分配。如果再执行它，control会提示资源已经分配，是否要释放它们？

如果键入y(Y),则资源释放，此后执行father,mother,son,daughter都会报错。当然也可以使用ipcs ipcrm 命令来查看或释放资源。

4.为了结构清晰，程序没有多余的输入或输出。在father,mother,son,daughter程序中适当的位置增加输出语句，和输入字符语句将程序暂停在某个位置，以观察运行的详细进程。

（二）虚拟机下linux挂载U盘

需要让你的虚拟机Guest OS(Linux)能自动识别U盘。 方法如下：

保持焦点在Linux上，插入U盘，这时宿主操作系统Windows会弹出“找到新设备的提示”，然后一步一步的点下一步，结束以后，就可以在linux使用fdisk -l /dev/sdb命令查看到/dev/sdb1。

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在虚拟机识别出USB之后，用fdisk -l /dev/sdb或fdisk -l /dev/hdb查看，会看到U盘被识别为sdb1，使用mount命令挂载即可。先在/mnt建一个新的文件夹，例如usb。 则可通过：mount -t vfat /dev/sdb1 /mnt/usb挂载上U盘 卸载使用：umount /dev/sdb1

四、源程序

1.主控程序control.c

#include #include #include #include #include #include

#define SHMKEY 9075 /*共享存储区的键*/ #define SEMKEY_son 9084 #define SEMKEY_parents 9085 #define SEMKEY_daughter 9086

#define SEMKEY_MUTEX 9087 /*信号量数组的键*//*注意:上面的键在系统中必须唯一*/ #define BUFF_LEN 3 /*缓冲区可以存放3个产品*/

#define PRODUCT_LEN 10 /*每个产品是一个字符串:<=32字符*/

void set_sembuf_struct(struct sembuf *sem,int semnum, int semop,int semflg) {

/* 设置信号量结构 */ sem->sem_num=semnum; sem->sem_op=semop; sem->sem_flg=semflg; }

main() {

char *addr, end; int shmid;

int semid_parents, semid_daughter,semid_son, semid_mutex;/*信号量id*/ struct sembuf sem_tmp;

/*开辟共享存储区*/

if ((shmid = shmget(SHMKEY, BUFF_LEN * PRODUCT_LEN+4, 0777|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) == -1) {

if (errno == EEXIST) {

printf(\

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printf(\ scanf(\

if(end == 'y' || end == 'Y') {

/* 共享存储区、信号量并不随程序的结束而被删除,如果我们没删除的话， 可以用ipcs命令查看,用ipcrm删除 */

/*释放缓冲区*/

shmid = shmget(SHMKEY, BUFF_LEN * PRODUCT_LEN+4, 0777); if (shmctl(shmid,IPC_RMID,0) < 0) perror(\

/*同时释放信号量*/

semid_mutex = semget(SEMKEY_MUTEX,1, 0777);

semid_daughter = semget(SEMKEY_daughter,1, 0777); semid_parents = semget(SEMKEY_parents,1, 0777); semid_son = semget(SEMKEY_son,1, 0777); semctl(semid_mutex,0,IPC_RMID); semctl(semid_daughter,0,IPC_RMID); semctl(semid_parents,0,IPC_RMID); semctl(semid_son,0,IPC_RMID); } } else

printf(\ return -1; }

addr = (char*)shmat(shmid, 0, 0);/*连接缓冲区*/ memset(addr, 0, BUFF_LEN * PRODUCT_LEN+2); shmdt(addr); /*离开缓冲区*/

/*创建3个信号量:1个用于对缓冲区互斥,2个用于生产者、消费者同步*/

if((semid_mutex = semget(SEMKEY_MUTEX,1, 0777|IPC_CREAT|IPC_EXCL))==-1) {

if (errno == EEXIST)

printf(\ else

printf(\ return -1; }

if((semid_daughter = semget(SEMKEY_daughter,1, 0777|IPC_CREAT|IPC_EXCL))==-1) {

if (errno == EEXIST)

4

printf(\ else

printf(\ return -1; }

if((semid_parents = semget(SEMKEY_parents,1, 0777|IPC_CREAT|IPC_EXCL))==-1) {

if (errno == EEXIST)

printf(\ else

printf(\ return -1; }

if((semid_son = semget(SEMKEY_son,1, 0777|IPC_CREAT|IPC_EXCL))==-1) {

if (errno == EEXIST)

printf(\ else

printf(\ return -1; }

/*给信号量赋初值*/

set_sembuf_struct(&sem_tmp, 0, 3, 0);/*BUdaughterFF_LEN*/ semop(semid_parents, &sem_tmp,1);

set_sembuf_struct(&sem_tmp, 0, 0, 0);/*0*/ semop(semid_daughter, &sem_tmp,1);

set_sembuf_struct(&sem_tmp, 0, 0, 0);/*0*/ semop(semid_son, &sem_tmp,1);

set_sembuf_struct(&sem_tmp, 0, 1, 0);/*1*/ semop(semid_mutex, &sem_tmp,1);

return 0; }

2. 父亲:father.c

#include #include #include #include

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/aohh.html