共享内存和信号量
邢卫 2008-11-26修订
实验目的
学习并把握Linux系统中的进程间通信机制，包括共享内存和信号量。
实验内容
1. 学习共享内存相关的系统调用
shmget(), shmat(), shmdt, shmctl() 2. 学习信号量（semaphore）相关的系统调用
semget(), semop(), semctl() 3. 学习信号（signal）相关的系统调用
signal(), atexit()等
4. 完成《边干边学》第6.4.1节的实验程序的编辑、编译、运行操作 5. 分析、学习实验程序的工作过程和原理
6. 选做：学习《边干边学》第6章，结合使用联机手册（能够从man 2 ipc命令开
始），编程练习各种进程间通信机制
实验步骤
1．以stu帐号登录
2．编辑reader_writer1.c程序
注意：在193页delete（）函数中，注意改成
if (mysemctl(Semid, 0, IPC_RMID, (union semun)0) == -1) { 限于实验的时刻，该文件已预先存放在/home/stu/.kernel/lab6名目下，能够直截了当使用。但每位同学务必通读并明白得该程序。 登录后，使用 cd .kernel/lab6 命令进入该文件所在名目，连续以下实验步骤。 3．编译 gcc reader_writer1.c -o reader_writer1 4．运行 ./reader_writer1
注意记录下共享内存的id号
5．使用 Alt+F2切换到第2个登录窗口，再次以stu帐号登录
能够使用who命令查看验证现在有两个stu用户已登录 能够使用ps –l命令查看这两个stu用户的进程
6．在第2个stu用户窗口中，输入 ./reader_writer1 共享内存的id号
注意：现在，第2个stu用户窗口中的进程担当writer角色，第1个stu用户窗口中的进程担当reader角色。
7．在第2个窗口中，多次输入信息；使用Alt+F1和Alt+F2在两个窗口间切换，观看你对writer的输入，writer差不多通过共享内存传递给了reader。 8．现在，你还能够使用Alt+F3切换到第3个登录窗口，并以stu帐号登录
能够使用who命令验证有3个stu用户登录；
能够经常性使用ps –l命令来查看另外两个窗口中的进程的状态
9．切换到writer窗口（第2个窗口），通过对writer的咨询题回答“2”，退出writer。切换到reader窗口（第1个窗口），通过Ctrl+C终止reader进程。
摸索题
1. 同样的源程序，reader和writer进程是如何样各自找到自己的定位的？
2. reader和writer是如何样通过信号量（semphore）实现同步的？writer是如何得知
这一对信号量的id的？
3. 数据是如何从writer传递到reader的？ 4. writer是如何得知共享内存的id的？
5. 在reader中，是如何捕捉Ctrl-C信号（signal）的？捕捉后是如何处理的？ 6. 一样来讲，在Linux中使用共享内存（shared memory）的流程应该如何样？使用
哪些系统调用？
7. 一样来讲，在Linux中使用信号量（semaphore）的流程应该如何样？使用哪些系
统调用？
8. 那个地点的共享内存，和使用带CLONE_VM标志的clone（）系统调用创建的两
个task之间共享的内存，有什么异同？
参考资料
? 《边干边学》（第1版）第6章，“共享内存”
? 具体源程序和实验操作详见6.4.1节
附录1
共享内存的使用
共享内存共有4个系统调用：shmget，shmat，shmdt，shmctl
int shmget(key_t key, int size, int shmflg);
典型的创建共享内存的用法
? shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | IPC_EXCL | mode); ? shmid = shmget(IPC_PRIVATE, size, mode);
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); 典型用法：
? shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
int shmdt(const void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); 典型用法：
? 取状态 shmctl(shmid, IPC_STAT, &buf); ? 删除 shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); 实例
struct shmid_ds buf; shmid = shmget(key, size, flag); if (shmid == -1) { // error handling ... } shmctl(shmid, IPC_STAT, &buf); // 分析利用buf中的信息 shmaddr = (char *)shmat(id, NULL, 0); if (shmaddr == -1) { // error handling ... } 通过shmaddr使用共享内存的部分，如strcpy, sprintf, memcmp, 赋值操作，等等 shmdt(shmaddr)； shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
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