2268

Синхронизация процессов. Обмен данными между процессами

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Цель работы: получить представление о сигналах в операционной системе UNIX и способах их перехвата и обработки, а также о синхронизации процессов при помощи сигналов и обмене данными между процессами с использованием разделяемой памяти.

Русский

2013-01-06

56 KB

12 чел.

Министерство образования РФ

Костромской Государственный Технологический Университет

Кафедра АМТ

Курс «Управляющие системы реального времени»

Лабораторная работа №2

Синхронизация процессов. Обмен данными между процессами

Выполнил:  Швайко А.В.

Группа:       99-А-18 «а»

Проверил:   Ершов В.Н.

Кострома 2003

Цель работы: получить представление о сигналах в операционной системе UNIX и способах их перехвата и обработки, а также о синхронизации процессов при помощи сигналов и обмене данными между процессами с использованием разделяемой памяти.

 

Иcпользуемые средства: ОС Linux, графическая оболочка KDE, среда разработки Anjuta, терминал.

 

1. Составить программу, содержащую бесконечный цикл с вызовом sleep и выводом на экран. Заблокировать сигнал SIGINT при помощи

а. Функции signal

б. Критической секции

Убедиться, что программа не реагирует на Control-C.

а)

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int main()
{
 
int c;
 c=
0;
 signal(SIGINT, SIG_IGN);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 
return 0;
}

б)

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int main()
{
 
int c;
 sigset_t mysig;
 c=
0;
 sigaddset(&mysig, SIGINT);
 sigprocmask(SIG_SETMASK, &mysig, NULL);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mysig, NULL);
 
return 0;
}

2. Модифицировать программу, установив обработчик сигнала SIGINT, выводящий на экран запрос на подтверждение завершения программы и по получении положительного ответа вызывающий функцию exit. Убедиться, что нажатие на Control C досрочно завершает сон процесса.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void obrab(int key)
{
 printf(
"Are you ready to stop process. Yes-1, No-0\n");
 scanf(
"%d",&key);
 
if (key == 1) exit(0);
}
int main()
{
 
int c;
 c=
0;
 signal(SIGINT, obrab);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 
return 0;
}

3. Модифицировать обработчик сигнала SIGINT таким образом, чтобы он вызывал exit после получения третьего сигнала.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int n=0;
int obrab()
{
 n++;
 printf(
"Control-C number=%d\n",n);
 
if (n==3) exit (0);
}
int main()
{
 
int c;
 c=
0;
 signal(SIGINT, obrab);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 
return 0;
}

4. Модифицировать бесконечный цикл основной программы таким образом, чтобы вызов sleep и вывод на экран находились внутри критической секции (но не весь цикл). Убедиться, что пока процесс «спит» внутри критической секции, для него откладывается только один сигнал SIGINT, независимо от числа нажатий на Control C.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int n=0;
int obrab()
{
 n++;
 printf(
"Control-C number=%d\n",n);
 
if (n==3) exit (0);
}
int main()
{
 
int c;
 sigset_t mysig;
 sigaddset(&mysig,SIGINT);
 c=
0;
 signal(SIGINT, obrab);
 
while(1)
 {
   sigprocmask(SIG_SETMASK, &mysig, NULL);
   fprintf(stderr,
"In critical part%d\n",c++);
   sleep(
3);
   sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mysig, NULL);
 }
 
return 0;
}

5. Составить программу, устанавливающую обработчик сигнала от таймера реального времени и устанавливающую интервал между сигналами в 1,5 сек. Для контроля работы программы поместить в обработчик сигнала вывод на экран кода 0х07 (звуковой сигнал) или какой-либо строки. Перевести основную программу в

неактивное состояние

а. Вызовом pause()

б. Циклом while(1) pause()

Сравнить результаты.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
int c;
void obrab()
{
 
char sig=0x07;
 c+=
1;
 fprintf(stderr,
"%cSignal number\t%d\n",sig,c);
}
int main()
{
 
struct itimerval tm;
    tm.it_value.tv_sec=
0;
    tm.it_value.tv_usec=
500000;
    tm.it_interval.tv_sec=
1;
    tm.it_interval.tv_usec=
500000;
   setitimer(ITIMER_REAL,&tm,NULL);
   signal(SIGALRM, obrab);
 
while(1) pause();
 
//pause();
 
return (0);
}

6.Составить 2 программы, обменивающиеся информацией через разделяемую память. Достаточно использовать одну переменную целого типа для обмена информацией и одну переменную целого типа для синхронизации. Оба процесса устанавливают обработчики от таймера реального времени. Первый с интервалом 0.2 сек, второй – 1 сек. Обработчик сигнала от таймера в первом процессе инкрементирует переменную в разделяемой памяти, а второй – выводит значение этой переменной на экран. Оба процесса должны завершиться после срабатывания обработчика сигнала от таймера во втором процессе 15-20 раз.

Передатчик:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xAAAA

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* start;
int* end;

void obrab()
{
 fprintf(stderr,
"%d\n",*c);
 *c+=
1;
}
int main()
{
 
struct itimerval tm;
  tm.it_value.tv_sec=
0;
  tm.it_value.tv_usec=
500000;
  tm.it_interval.tv_sec=
0;
  tm.it_interval.tv_usec=
200000;
 setitimer(ITIMER_REAL,&tm,NULL);
 signal(SIGALRM, SIG_IGN);
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
 start=(
int*)pmem;
 c=(
int*)(pmem+sizeof(int));
 end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));

 signal(SIGALRM,obrab);
 *start=
0;

 
while(!*end) pause();
 *c=
0; *end=0;
 shmdt(pmem);
 
return 0;
}

Приемник:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xAAAA
int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* start;
int* end;
int ch;

void obrab()
{
 ch+=
1;
 fprintf(stderr,
"%d\t%d\n",*c,ch);
}
int main()
{
 
struct itimerval tm;
  tm.it_value.tv_sec=
0;
  tm.it_value.tv_usec=
200000;
  tm.it_interval.tv_sec=
1;
  tm.it_interval.tv_usec=
0;
 setitimer(ITIMER_REAL,&tm,NULL);
 signal(SIGALRM, SIG_IGN);
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
 start=(
int*)pmem;
 c=(
int*)(pmem+sizeof(int));
 end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));

 *end=
0;
 *start=
1;
 
while(*start);
 signal(SIGALRM, obrab);

 
while(ch<15) pause();
 *end=
1;
 
return 0;
}

7. Переработать схему взаимодействия «модели» и «регулятора». Для этого заменить сигналы от таймера пользовательскими сигналами. А источником пользовательских сигналов сделать третий процесс «диспетчер», который будет в цикле, исполняемом 15-20 раз, посылать 5 сигналов «модели» и 1 сигнал «регулятору».

    а) выполнить посылку сигналов от «диспетчера» к «модели» и «регулятору» без подтверждения приема:

for(i=0; i< 20; i++){
   kill(*p_reg, SIGUSR2); 

   for(j=0; j<5; j++)kill(*p_mod, SIGUSR1);
}

убедиться, что схема не работает. Объяснить почему.

    б) выполнить посылку сигналов от «диспетчера» к «модели» и «регулятору» с подтверждением приема:

for(i=0; i< N; i++){
    kill(*p_reg, SIGUSR2); if(!gotcha2) pause(); gotcha2=0;
    for(j=0; j<M; j++){

      kill(*p_mod, SIGUSR1); 

      if(!gotcha1) pause(); gotcha1=0;

   }
}

Диспетчер:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xABCD
int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int i;
int* pid1;
int* pid2;
int* ch;
int j;
int* flag1;
int* flag2;

int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    pid1=(
int*)pmem;
    pid2=(
int*)(pmem+sizeof(int));
       c=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
     end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
      ch=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag1=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag2=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));

 *end=
0;
 j=
0;
 printf(
"\tGo!!!\n");

 
for(i=0;i<20;i++)
   {
   kill(*pid2, SIGUSR2);
   
if(!*flag2) pause();
   *flag2=
0;
   
for(j=0;j<5;j++)
     {
     kill(*pid1, SIGUSR1);
     
if(!*flag1) pause();
     *flag1=
0;
     fprintf(stderr,
"\t| %d\t| %d\t|\n",*c,*ch);
     }
   }

 kill(*pid1, SIGTERM);
 kill(*pid2, SIGTERM);
 
if(!shmdt(pmem)) fprintf(stderr,"\tMEMORY ALL RIGHT\n");
   
else fprintf(stderr,"ERROR!!!\n");

 
return 0;
}

Передатчик:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xABCD

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* pid1;
int* pid2;
int* end;
int* ch;
int* flag1;
int* flag2;

void obrab()
{
 *c+=
1;
 fprintf(stderr,
"%d\n",*c);
 *flag1=
1;
}
int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    pid1=(
int*)pmem;        *pid1=getpid();
    pid2=(
int*)(pmem+sizeof(int));
       c=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
     end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
      ch=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag1=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag2=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));

 *c=
0;
 signal(SIGUSR1,obrab);
 printf(
"Peredatchic on start\n");

 
while(!*end) pause();

 
return 0;
}

Приемник:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xABCD

int dmem;
char* pmem;
int* ch;
int* pid1;
int* pid2;
int* end;
int* c;
int* flag1;
int* flag2;

void obrab()
{
 (*ch)++;
 fprintf(stderr,
"%d\t%d\n",*c,*ch);
 *flag2=
1;
}

int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    pid1=(
int*)pmem;
    pid2=(
int*)(pmem+sizeof(int));      *pid2=getpid();
       c=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
     end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
    ch=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag1=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag2=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));

 *ch=
0;
 signal(SIGUSR2, obrab);
 printf(
"Priemnic on start\n");

 
while(!*end) pause();

 
return 0;
}


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58834. Украинский архитектурный модерн 620.79 KB
  Модерн как стиль в архитектуре и искусстве зародился на рубеже XIX-XX вв. сначала в Европе, а затем в России, включал в себя различные художественные течения и школы. Его отличительными особенностями являлся отказ от прямых линий
58835. Казка мовить просто, а розуму в ній багато. Казка «Дрізд і голуб». Загадки. Підсумок за темою 64.5 KB
  Мета. Сприяти узагальненню найважливішого матеріалу з прочитаної теми про жанрові особливості казок; удосконаленню навичці правильного, усвідомленого, виразного читання. Заохочувати учнів до висловлення власної думки. Розвивати мислення, память. Виховувати позитивне ставлення до знань, праці.
58836. Український народний одяг – складова духовної культури 64.5 KB
  Мета: познайомити учнів із декоративно – ужитковим мистецтвом на прикладі національного костюма; художніми особливостями народного одягу, його обереговим значенням, важливим елементом матеріальної та художньої культури; дати історичні відомості про розвиток національного костюма...
58839. Ділення раціональних чисел 152 KB
  Сформувати в учнів навички виконання ділення над раціональними числами обчислення значень виразів що містять раціональні числа з використанням чотирьох арифметичних дій; розвивати позитивні риси особистості...
58840. Ходовая часть легкового автомобиля 8.34 MB
  Подвеска автомобиля, или система подрессоривания — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой. Качество подвески не только определяет плавность хода автомобиля, но и влияет на другие эксплуатационные показатели: устойчивость, проходимость, надежность. Скорость движения автомобиля по неровным дорогам обычно ограничивается не располагаемой мощностью двигателя
58841. Розв’язування нестандартних задач 120 KB
  Програма факультативного курсу допомагає розширити вивчення програмового матеріалу доповнити базову програму з математики новими темами забезпечити повторення всього курсу математики посилити практичну сторону застосування теоретичних знань при розвязуванні задач різного рівня...
58842. Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів. Закони електролізу. Застосування електролізу 79 KB
  Закони електролізу. Застосування електролізу Мета: розяснити учням фізичну природу електропровідності рідких провідників навчити учнів застосовувати закони електролізу Фарадея під час розвязання задач. Ознайомити з технічним застосуванням електролізу. Тип уроку: виклад нового матеріалу Демонстрації: явище електролізу; фрагмент відеофільму âЕлектроліз та його промислове застосуванняâ.