linux课程设计

1、linux课程设计Linux课程设计报告专业班级：学号：姓名：使用共享内存来完成进程间通信一、 相关原理介绍分析1， 共享内存的三种实现方式（1） POSIX共享内存对象 ：shm_open创建一个名称为tmp的共享内存区对象后，在/dev/shm/下可以看到对应的文件（tmpfs的文件系统可以看成是直接对内存操作，速度非常快 ）。cat可以看到映射的内容。进程重启共享内存中数据不会丢失，内核自举或显示调用shm_unlink或rm掉文件删除后丢失 （2） POSIX文件映射：通过映射一个普通文件（匿名文件或一个打开的命名文件）实现共享内存mmap()。该方式的特点接口简单，较通用。可利用ca

2、t查看映射的文件，要注意考虑进程终止对通信的影响。该方式也是本实验使用的方式，下面将做具体表述。（3） systemV共享内存：通过映射特殊存储块shm中的文件实现进程间的共享内存通信主要有以下几个API：shmget()、shmat()、shmdt()及shmctl()。 本方式无法看到文件实体。进程重启共享内存中数据不会丢失，内核自举或显示调用shmdt或使用ipcrm删除后丢失。 2， POSIX文件映射共享内存简介 POSIX文件映射指mmapmmap()系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问，不

3、必再调用read()，write（）等操作。3，POSIX文件映射共享内存实现方法(1)文件与address_space结构的对应：一个具体的文件在打开后，内核会在内存中为之建立一个struct inode结构，其中的i_mapping域指向一个address_space结构。这样，一个文件就对应一个address_space结构，一个address_space与一个偏移量能够确定一个page cache 或swap cache中的一个页面。因此，当要寻址某个数据时，很容易根据给定的文件及数据在文件内的偏移量而找到相应的页面。(2)进程调用mmap()时，只是在进程空间内新增了一块相应大小的缓

4、冲区，并设置了相应的访问标识，但并没有建立进程空间到物理页面的映射。4，主要函数介绍：(1) void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset ) 返回值为最后文件映射到进程空间的地址，进程可直接操作起始地址 addr指定文件应被映射到进程空间的起始地址，一般被指定一个空指针，此时选择起始地址的任务留给内核来完成。len是映射到调用进程地址空间的字节数，它从被映射文件开头offset个字节开始算起。prot 参数指定共享内存的访问权限。 PROT_READ（可读） , PRO

5、T_WRITE （可写）, PROT_EXEC （可执行）, PROT_NONE（不可访问）。flags由以下几个常值指定： MAP_SHARED , （与private选择其一） MAP_PRIVATE , MAP_FIXED，（不推荐使用）fd为即将映射到进程空间的文件描述字，一般由open()返回，同时，fd可以指定为-1，此时须指定flags参数中的MAP_ANON，表明进行的是匿名映射offset参数一般设为0，表示从文件头开始映射。(2) int open( const char * pathname,int flags, mode_t mode); pathname 指向欲打开的

6、文件路径字符串。 flags 所能使用的旗标:O_RDWR 以可读写方式打开文件。O_CREAT 若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开时，此旗标会令文件长度清为0，而原来存于该文件的资料也会消失。Mode有多种组合， 只有在建立新文件时才会生效，此外真正建文件时的权限会受到umask值所影响，因此该文件权限应该为（mode-umaks）。S_IRWXG 00777，代表具有可读可写可操作二，设计实现1， 功能介绍实现了共享内存机制。在一个终端上运行writer端，由于writer端得程序设置了八个缓冲区，因此可以依次输入，在另一个终端上运行rea

7、der端，在reader端可以读到数据并且屏幕输出。实现了信号量同步机制。程序中应用了信号量， reader端和writer端不能同时对同一缓冲区进行操作。2， 程序结构框图 54321 文件While循环Psem();读缓冲区Vsem();While循环Psem();写缓冲区Vsem();fd ();打开文件mmap()初始化缓冲区获得首地址fd ();打开文件mmap()初始化缓冲区获得首地址3，程序代码（1）写者程序： #define NRBUF 8 w 和 ./r ,则会出现以下界面（3）在终端一上的提示处 输入 随意字符，则在 终端二会得到相应的输出（4）终端一中依然会提示输入内容，

8、因为一共有八个缓冲区，最后会出现循环缓冲区的问题3， 出现的问题及解决办法（1） 总线错误：该错误出现的原因是由内存未对齐的读和写导致的。出现在程序初运行时，出现的原因是，reader 函数的open 方法中flag多加了一个参数O_TRUNC ，该参数的作用是，若文件存在并且以可写的方式打开时，此旗标会令文件长度清为0，而原来存于该文件的资料也会消失。所以经常出现，文件中已经写入了东西，但是进行读操作后，文件中的数据马上消失，并且读不出来，出现总线错误（2） 段错误：该错误就是指访问的内存超出了系统所给这个程序的内存空间，经常出现在指针的问题上，由于对于指针的掌握较于薄弱。如 对于字符类型，不能用“%d”来输出。即不同数据类型不能混用。还有就是MMap（）函数的返回值需要 进行强制转化，否则也会出现段错误。即出现段错误的地方多是 指针操作的地方。4， 总结：（1），基础知识掌握不够牢固，对于C语言的程序编写 在之前没有 深入研究过，用到的时候就捉襟见肘，作为一项基本的编程语言，以后还需要多加掌握。（2）对于linux的操作不够熟练，浪费了很多时间，以及在出现问题之后经常