Семафори в ОС UNIX. Лабораторна робота з Організація обчислювальних процесів у паралельних системах. Робота № 528162

Семафори в ОС UNIX

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

КСС

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Кафедра ЕОМ

Інформація про роботу

Рік:

2016

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Організація обчислювальних процесів у паралельних системах

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Кафедра ЕОМ Лабораторна робота №5 З дисципліни: «Організація обчислювальних процесів в паралельних системах» На тему: «Семафори в ОС UNIX» Мета: Засвоїти механізм синхронізації процесів через семафори. Синтаксис та призначення системних викликів. 1. Системний виклик semget. int semget (key, nsems, semflg) key_t key; int nsems; int semflg; Системний виклик semget повертає ідентифікатор множини семафорів, який асоційований із ключем key. Ідентифікатор і асоційовані з ним структура даних і множина з nsems семафорів створюються для ключа key у наступних випадках: - Значення аргументу key дорівнює ІPC_PRІVATE. - Ключ key ще не має асоційованого з ним ідентифікатора множини семафорів і вираз (semflg & ІPC_CREAT) істинний. Використання параметру semflg таке саме, як і у системному виклику msgget(2) (лабораторна робота №4). При успішному завершенні системного виклику повертається ідентифікатор множини семафорів. У випадку помилки повертається -1, а змінній errno присвоюється код помилки. 2. Системний виклик semop. int semop (semid, sops, nsops); int semid; struct sembuf** sops; unsigned nsops; Системний виклик semop використовується для виконання набору операцій над множиною семафорів, який асоційований з ідентифікатором semіd. Аргумент sops (масив структур) визначає, над якими семафорами будуть виконуватися операції і які саме. Структура, що описує операцію над одним семафором, визначається в такий спосіб: #include <sys/sem.h> struct sembuf { // Номер семафора short sem_num; // Операція над семафором short sem_op; // Прапорці операції short sem_flg; }; Номер семафора задає конкретний семафор у множині, над яким повинна бути виконана операція. Виконувана операція визначається в такий спосіб: - Позитивне значення поля sem_op наказує збільшити значення семафора на величину sem_op. - Негативне значення поля sem_op наказує зменшити значення семафора на абсолютну величину sem_op. Операція не може бути успішно виконана, якщо в результаті вийде негативне число. - Нульове значення поля sem_op наказує порівняти значення семафора з нулем. Операція не може бути успішно виконана, якщо значення семафора відмінне від нуля. Допустимі значення прапорців операцій (поле sem_flg): - ІPC_NOWAІT Якщо яка-небудь операція, для якої заданий прапорець ІPC_NOWAІT, не може бути успішно виконана, системний виклик завершується невдачею, причому значення жодного із семафорів не буде змінено. - SEM_UNDO Даний прапорець задає перевірочний режим виконання операції; він наказує анулювати її результат навіть у випадку успішного завершення системного виклику semop(2). Іншими словами, блокування всіх операцій (у тому числі і тих, для яких заданий прапор SEM_UNDO) виконується звичайним чином, але коли нарешті всі операції можуть бути успішно виконані, операції з прапором SEM_UNDO ігноруються. Аргумент nsops специфікує кількість структур у масиві. Максимально припустимий розмір масиву визначається системним параметром SEMOPM, тобто в кожному системному виклику semop(2) можна виконати не більш SEMOPM операцій. 3. Системний виклик semctl. int semctl (semid, semnum, cmd, arg) int semid, cmd; int semnum; union semun { int val; struct semid_ds *buf; ushort *array; } arg; Системний виклик semctl дозволяє виконувати операції керування семафорами. Семафори задаються аргументами semіd і semnum. Операція визначається значенням аргументуcmd. Розглянемо деякі значення аргументу cmd: GETVAL Одержати значення семафора semval. SETVAL Встановити значення семафора semval рівним arg.val. GETPІ Одержати значення sempіd. GETNCNT Одержати значення semncnt. GETZCNT Одержати значення semzcnt. GETALL Прочитати значення семафорів у масив, на який вказує arg.array. SETALL Встановити значення семафорів рівними значенням елементів масиву, на який вказує arg.array. IPC_RMID Видалити із системи ідентифікатор semіd, ліквідувати множину семафорів і асоційовану з ними структуру даних. Текст програми (parent.c) #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h> #include <sys/wait.h> #include <stdio.h> #define SLEEP_TIME 5 #define ITERATION_NUM 7 void main(void) { int i; int errFlag; int status; int sem1Id; int sem2Id; struct sembuf sem_command; sem1Id = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0xfff); if(sem1Id == -1) { fprintf(stderr, "Can't create first semaphore.\n"); exit(1); } sem2Id = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0xfff); if(sem2Id == -1) { fprintf(stderr, "Can't create second semaphore.\n"); exit(1); } sem_command.sem_num = 0; sem_command.sem_op = 2; sem_command.sem_flg = SEM_UNDO; semop(sem1Id, &sem_command, 1); sem_command.sem_op = 1; semop(sem2Id, &sem_command, 1); int mPid; int pPid; int ecPid; char arg1[5]; char arg2[5]; int icPid = fork(); switch(icPid) { case 1: fprintf(stderr, "Can't fork for internal child.\n"); exit(1); case 0: ecPid = fork(); switch(ecPid) { case 1: fprintf(stderr, "Can't fork for external child.\n"); exit(1); case 0: sprintf(arg1, "%d", sem1Id); sprintf(arg2, "%d", sem2Id); errFlag = execl("./echild", "echild", arg1, arg2, 0); if(errFlag == -1) { fprintf(stderr, "Can't execute the external child.\n"); exit(1); } default: mPid = getpid(); pPid = getppid(); printf("IChild: My PID = %d, " "My parent's PID = %d, " "My child's PID = %d.\n", mPid, pPid, ecPid); sem_command.sem_op = -1; semop(sem1Id, &sem_command, 1); sem_command.sem_op = 0; semop(sem2Id, &sem_command, 1); for(i = 0; i < ITERATION_NUM; i++) { printf("INTERNAL CHILD now is working.\n"); sleep(SLEEP_TIME); //for(j=0;j<1000000;j++); } wait(&status); printf("\nIChild: EChild exit code is %d.\n", (status & 0xff00) >> 8); exit(1); } default: mPid = getpid(); pPid = getppid(); printf("Parent: My PID = %d, " "My parent's PID = %d, " "My child's PID = %d.\n", mPid, pPid, icPid); sem_command.sem_op = 0; // waits for semval==0 semop(sem1Id, &sem_command, 1); printf("Parent: Press the <Enter> key to continue...\n"); getchar(); sem_command.sem_op = -1; semop(sem2Id, &sem_command, 1); for(i = 0; i < ITERATION_NUM; i++) { printf("PARENT now is working.\n"); sleep(SLEEP_TIME); //for(j=0;j<1000000;j++); } wait(&status); printf("Parent: IChild exit code is %d.\n",(status & 0xff00) >> 8); exit(0); } } Текст програми (child.c) #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h> #include <sys/wait.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define SLEEP_TIME 5 #define ITERATION_NUM 7 void main(int argc, char *argv[]) { int i; struct sembuf sem_command; if(argc != 3) { fprintf(stderr, "Missing arguments were detected.\n"); exit(1); } sem_command.sem_num = 0; sem_command.sem_flg = SEM_UNDO; int sem1Id = atoi(argv[1]); int sem2Id = atoi(argv[2]); int mPid = getpid(); int pPid = getppid(); printf("EChild: My PID = %d, My parent's PID = %d.\n", mPid, pPid); sem_command.sem_op = -1; semop(sem1Id, &sem_command, 1); sem_command.sem_op = 0; semop(sem2Id, &sem_command, 1); for(i = 0; i < ITERATION_NUM; i++) { printf("EXTERNAL CHILD now is working.\n"); sleep(SLEEP_TIME); //for(j=0;j<1000000;j++); } exit(0); } Результат роботи: Висновок: на даній лабораторній роботі я засвоїв механізм синхронізації процесів через семафори.

Лабораторна робота Організація обчислювальних процесів у паралельних системах

zakrevskyi94

11.05.2016 20:41

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись