8105

Синхронизация процессов при помощи семафоров

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Синхронизация процессов при помощи семафоров Цель работы: получить представление о синхронизации процессов в ОС UNIX при помощи флагов в разделяемой памяти и процессных семафоров. Иcпользуемые средства: ОС Linux, графическая оболочка KDE, среда разр...

Русский

2013-02-03

48 KB

4 чел.

Синхронизация процессов при помощи семафоров

Цель работы: получить представление о синхронизации процессов в ОС UNIX при помощи флагов в разделяемой памяти и процессных семафоров.

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

1. Создать два процесса: приемник и передатчик. Передатчик увеличивает на единицу переменную целого типа в разделяемой памяти, а приемник выводит ее значение на экран. Для синхронизации использовать переменные в разделяемой памяти. Задать 100 повторений цикла обмена.

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* f_t;
int* f_r;
int* end;
int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    c=(
int*)pmem;
  f_t=(
int*)(pmem+sizeof(int));
  f_r=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
  end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
 printf(
"Go-o-o-o !!!\n\t");

 
while(!*end){
   *f_t=
1;               
   
while(!*f_r);         
   (*c)++;               
   printf(
"%d\n\t",*c);  
   *f_t=
0;               
   
while(*f_r);          
 }
 
if(!shmdt(pmem)) printf("MEMORY CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("MEMORY ERROR!!!\n");
 
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* c;
int dmem;
char* pmem;
int* f_t;
int* f_r;
int* end;
int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    c=(
int*)pmem;
  f_t=(
int*)(pmem+sizeof(int));
  f_r=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
  end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
 *c=
0;*f_t=0;*f_r=0;*end=0;
 printf(
"Priemnic on start\n\t");
 
while(*c<20)
   {
   
while(!*f_t);             
   *f_r=
1;                       
   
while(*f_t);                  
   printf(
"%d\n\t",*c);          
   *f_r=
0;                       
   }
 *end=
1;
 
return 0;
}

2. Выполнить обмен данными между процессами как в пункте 1, но для синхронизации использовать процессный семафор.

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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xABCD
#define sem 0x1234

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;
int main()
{
 idsem=semget(sem,
1,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
0;
 semctl(idsem,
0,SETVAL,semini);
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    c=(
int*)pmem;
  end=(
int*)(pmem+sizeof(int));
 printf(
"Go-o-o-o !!!\n");
 
while(!*end){
   smb.sem_op=
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);
   (*c)++; printf(
"%d\n",*c);
   smb.sem_op=
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);
 }
 
if(!shmdt(pmem)) printf("MEMORY CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("MEMORY ERROR!!!\n");
 semctl(idsem,
0,IPC_RMID,semini);
 
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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xABCD
#define sem 0x1234

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;

int main()
{
 
idsem=semget(sem,1,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 
semini.val=0;
 
smb.sem_num=0;
 
semctl(idsem,0,SETVAL,semini);
 
dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 
pmem=(char*)shmat(dmem,0,0);
    
c=(int*)pmem;
  
end=(int*)(pmem+sizeof(int));
 *
c=0;*end=0;
 
printf("Priemnic on start\n\t");
 
while(*c<1000)
   {
     
smb.sem_op=-1;
     
semop(idsem,&smb,1);
     
smb.sem_op=-1;
     
semop(idsem,&smb,1);
     
printf("%d\n",*c);
   }
 *
end=1;
 
return 0;
}

3. Создать 3 процесса: диспетчер, регулятор и модель и обеспечить их синхронизацию при помощи процессных семафоров таким образом, чтобы на каждые 5 шагов модели приходился один шаг регулятора. Модель на каждом шаге увеличивает на единицу переменную целого типа в разделяемой памяти, а регулятор выводит значение этой переменной на экран.

 

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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xAAAA
#define sem 0x4567

int* c;
int* ch;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;

int main()
{
 idsem=semget(sem,
3,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
0;
 semctl(idsem,
0,SETVAL,semini);
 smb.sem_num=
1;
 semctl(idsem,
1,SETVAL,semini);
 smb.sem_num=
2;
 semctl(idsem,
2,SETVAL,semini);

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

 printf(
"Dispetcher on start\n\n");

 smb.sem_num=
0;
 smb.sem_op=
2;
 semop(idsem,&smb,
1);

 
while(*c<500)
   {
   smb.sem_num=
1;
   smb.sem_op=
5;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);


   smb.sem_num=
2;
   smb.sem_op=
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);

   fprintf(stderr,
"\t| %d\t| %d\t|\n",*c,*ch);
   }
 *end=
1;
 printf(
"\t|_______|_______|\n\n");

 
if(!shmdt(pmem)) printf("MEMORY CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("MEMORY ERROR!!!\n");
 
if(!semctl(idsem,0,IPC_RMID,semini)) printf("SEMAFORS CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("SEMAFORS 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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xAAAA
#define sem 0x4567

int* c;
int* ch;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;

int main()
{
 idsem=semget(sem,
3,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
1;
 semctl(idsem,
1,SETVAL,semini);

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

 printf(
"Peredatchic on start\n\n");

 smb.sem_num=
0;
 smb.sem_op=-
1;
 semop(idsem,&smb,
1);


 
while(!*end)
   {
   smb.sem_num=
1;
   smb.sem_op=-
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   (*c)++;
   printf(
"\t| %d\t|\n",*c);
   }
 
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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xAAAA
#define sem 0x4567

int* c;
int* ch;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;
int main()
{
 idsem=semget(sem,
3,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
2;
 semctl(idsem,
2,SETVAL,semini);

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

 printf(
"Priemnic on start\n\n");
 smb.sem_num=
0;
 smb.sem_op=-
1;
 semop(idsem,&smb,
1);

 
while(!*end){
   smb.sem_num=
2;
   smb.sem_op=-
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   (*ch)++;
   fprintf(stderr,
"\t| %d\t|\n",*ch);
 }
 *end=
1;
 
return 0;
}


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24524. Сегментное распределение оперативной памяти 30.45 KB
  Сегментное распределение оперативной памяти.Сегментное распределение памяти. Рассмотрим каким образом сегментное распределение памяти реализует эти возможности рис. Во время загрузки процесса система создает таблицу сегментов процесса аналогичную таблице страниц в которой для каждого сегмента указывается: начальный физический адрес сегмента в оперативной памяти; размер сегмента; права доступа; признак модификации; признак обращения к данному сегменту за последний интервал времени и т.
24525. Странично-сегментное распределение оперативной памяти 42.01 KB
  Каждый сегмент в свою очередь делится на виртуальные страницы которые нумеруются в пределах сегмента. Оперативная память делится на физические страницы. Перемещение данных между памятью и диском осуществляется не сегментами а страницами. При этом часть страниц процесса размещается в оперативной памяти а часть на диске.
24526. Кэш-память. Принцип функционирования кэш-памяти 127.2 KB
  Кэшпамять. Принцип функционирования кэшпамяти. Кэширование данных. Кэшпамять.
24527. Способы отображения оперативной памяти на кэш (случайное, детерминированное, комбинированное отображение) 170.7 KB
  Способы отображения оперативной памяти на кэш случайное детерминированное комбинированное отображение. Способы отображения основной памяти на КЭШ. Алгоритмы поиска и замещения данных в КЭШ непосредственно зависят от способа отображения основной памяти на КЭШпамять. При кэшировании данных из оперативной памяти широко используются две основные схемы отображения: случайное и детерминированное отображение.
24528. Физическая организация устройств ввода-вывода 13.35 KB
  Устройства вводавывода УВВ делятся на два типа: блокориентированные устройства и байториентированные устройства. Блокориентированные устройства хранят информацию в блоках фиксированного размера каждый из которых имеет свой собственный адрес. Байториентированные устройства не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска они генерируют или потребляют последовательность байтов. Однако некоторые внешние устройства не относятся ни к одному классу например часы которые с одной стороны не адресуемы а с другой стороны не...
24529. Принципы организации программного обеспечения ввода-вывода 70.42 KB
  Принципы организации программного обеспечения вводавывода.2 Организация программного обеспечения вводавывода. Программное обеспечение вводавывода состоит из нескольких иерархических уровней. Иерархическая структура программного обеспечения позволяет учесть все особенности каждого конкретного устройства вводавывода и при этом обеспечить единое логическое представление и унифицированный интерфейс для устройств всех типов.
24530. Физическая организация файловой системы. Структура жесткого диска 108.27 KB
  Логическая организация файла. Пользователи дают файлам символьные имена при этом учитываются ограничения ОС на используемые символы и на длину имени. Например в файловой системе NTFS имя файла может содержать до 255 символов не считая завершающего нулевого символа. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена псевдонимы файлам имеющим длинные имена.
24531. Физическая организация файловой системы. Структура жесткого диска 33.35 KB
  Структура жесткого диска. Файл очень часто разбросан кусочками по всему диску причем это разбиение никак не связано с логической структурой файла например его отдельная логическая запись может быть расположена в несмежных секторах диска. Рассмотрим физическую структуру жесткого диска и физическую организацию файла т. Структура жесткого диска.
24532. Физическая организация и адресация файла. Права доступа к файлу 109.92 KB
  Физическая организация и адресация файла.Физическая организация и адресация файла. Важным компонентом физической организации файловой системы является физическая организация файла то есть способ размещения файла на диске. Основными критериями эффективности физической организации файлов являются: скорость доступа к данным; объем адресной информации файла; степень фрагментации дискового пространства; максимально возможный размер файла.