进程的同步试验报告汇总

1、操作系统实验报告课程名称操作系统实验实验项目名称进程的同步学号班级20100612姓名专业计算机科学与技术学生所在学院计算机科学与技术学院指导教师实验室名称地点计算机基础第七实验室 21B475哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院一、实验概述.实验名称进程的同步.实验目的使用EOS勺信号量，编程解决生产者 消费者问题，理解进程同步的意义调试跟踪EOS1号量的工作过程，理解进程同步的原理。修改EOS勺信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深 理解进程同步的原理。.实验类型验证+设计.实验内容准备实验使用EOS的信号量解决生产者-消费者问题调试EOS信号量的工作过程创建信号量等待释放信

2、号量等待信号量（不阻塞）释放信号量（不唤醒）等待信号量（阻塞）释放信号量（唤醒）修改EOS的信号量算法二、实验环境WindowsXP + EOS集成实验环境三、实验过程.设计思路和流程图图4-1.整体试验流程图消费者流程图图4-2.Main函数流程图、生产者消费、.算法实现.需要解决的问题及解答. 思考在 ps/semaphore.c 文件内的 PsWaitForSemaphor酢口PsReleaseSemaphoreS数中,为什么要使用原子操作？答：在执行等待信号量和释放信号量的时候，是不允许cpu响应外部中断的，如果此时cpu响应了外部中断，会产生不可预料的结果，无法正常完成原子操作。.

3、绘制 ps/semaphore.c 文件内 PsWaitForSemaphor酢口 PsReleaseSemaphorei 数的流程图。. P14科产者在生产了 13号产品后本来要继续生产14号产品，可此时生 产者为什么必须等待消费者消费了 4号产品后，才能生产14号产品呢？生产者和 消费者是怎样使用同步对象来实现该同步过程的呢？答：这是因为临界资源的限制。临界资源就像产品仓库，只有“产品仓库”空闲 生产者才能生产东西，有权向里面放东西。所以它必须等到消费者，取走产品，“产品空间”(临界资源)空闲时，才继续生产 14号产品。.根据本实验3.3.2节中设置断点和调试的方法，自己设计一个类似的调

4、试方案来验证消费者线程在消费24号产品时会被阻塞，直到生产者线程生产了 24 号产品后，消费者线程才被唤醒并继续执行的过程。答：可以按照下面的步骤进行调试(1)删除所有的断点。(2)按F5启动调试。OS Labi首先弹出一个调试异常对话框。(3)在调试异常对话框中选择 是“，调试会中断。(4)在Consume函数中等待Full信号量的代码行(第173行)WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, INFINITE);添加一个断点。(5)在 断点”窗口(按Alt+F9打开)中此断点的名称上点击右键。(6)在弹出的快捷菜单中选择 条件”。(7)在断点条件”对话

5、框(按F1获得帮助)的表达式编辑框中，输入表达式r= 24”。(8)点击 断点条件”对话框中的 确定”按钮。(9)按F5继续调试。只有当消费者线程尝试消费24号产品时才会在该条件断点处 中断。.主要数据结构、实现代码及其说明修改 PsWaitForSemaphore函数if (Semaphore-Count0)Semaphore-Count-;flag=STATUS_SUCCESS;/如果信号量大于零，说明尚有资源，可以为线程分配elseflag=PspWait(&Semaphore-WaitListHead, Milliseconds);KeEnablelnterrupts(IntState

6、); /原子操作完成，恢复中断。return flag;/否则，说明资源数量不够，不能再为线程分配资源，因此要使线程等待修改 PsReleaseSemaphore 函数if (Semaphore-Count + ReleaseCount Semaphore-MaximumCount) Status = STATUS_SEMAPHORE_LIMIT_EXCEEDED; else /记录当前的信号量的值。if (NULL != PreviousCount) *PreviousCount = Semaphore-Count;int mm=Semaphore-Count;/目前仅实现了标准记录型信号量

7、，每执行一次信号量的释放操作/只能使信号量的值增加1。while (!ListIsEmpty(&Semaphore-WaitListHead)&(ReleaseCount)PspWakeThread(&Semaphore-WaitListHead, STATUS_SUCCESS);PspThreadSchedule();ReleaseCount-;Semaphore-Count=mm+ReleaseCount;/可能有线程被唤醒，执行线程调度。Status = STATUS_SUCCESS;.源程序并附上注释#include psp.hVOIDPsInitializeSemaphore(IN

8、PSEMAPHORE Semaphore,IN LONG InitialCount,IN LONG MaximumCount)/*+功能描述：初始化信号量结构体。参数：Semaphore -要初始化的信号量结构体指针。InitialCount -信号量的初始值，不能小于 0且不能大于 MaximumCount。MaximumCount -信号量的最大值，必须大于 0。返回值：无。-*/ASSERT(InitialCount = 0 & InitialCount 0);Semaphore-Count = InitialCount;Semaphore-MaximumCount = MaximumC

9、ount;ListInitializeHead(&Semaphore-WaitListHead);STATUSPsWaitForSemaphore(IN PSEMAPHORE Semaphore,IN ULONG Milliseconds)/*+功能描述：信号量的Wait操作(P操作)。参数：Semaphore - Wait 操作的信号量对象。Milliseconds -等待超时上限，单位毫秒。返回值：STATUS_SUCCESS当你修改信号量使之支持超时唤醒功能后，如果等待超时，应该返回STATUS_TIMEOUT-*/BOOL IntState;STATUS flag;ASSERT(KeG

10、etIntNesting() = 0); /中断环境下不能调用此函数。IntState = KeEnableInterrupts(FALSE); 开始原子操作，禁止中断。/目前仅实现了标准记录型信号量，不支持超时唤醒功能，所以 PspWait函数/的第二个参数的值只能是 INFINITE oif (Semaphore-Count0)Semaphore-Count-;flag=STATUS_SUCCESS;)elseflag=PspWait(&Semaphore-WaitListHead, Milliseconds);KeEnableInterrupts(IntState); /原子操作完成，恢

11、复中断。return flag;)STATUSPsReleaseSemaphore(IN PSEMAPHORE Semaphore,IN LONG ReleaseCount,OUT PLONG PreviousCount)/*+功能描述：信号量的Signal操作(V操作)。参数:Semaphore - Wait 操作的信号量对象。ReleaseCount -信号量计数增加的数量。当前只能为1。当你修改信号量使之支持超时唤醒功能后，此参数的值能够大于等于1。PreviousCount -返回信号量计数在增加之前的值。返回值：如果成功释放信号量，返回STATUS_SUCCESS-*/STATUS

12、Status;BOOL IntState;IntState = KeEnableInterrupts(FALSE); 开始原子操作，禁止中断。if (Semaphore-Count + ReleaseCount Semaphore-MaximumCount) Status = STATUS_SEMAPHORE_LIMIT_EXCEEDED; else /记录当前的信号量的值。if (NULL != PreviousCount) *PreviousCount = Semaphore-Count;int mm=Semaphore-Count;/目前仅实现了标准记录型信号量，每执行一次信号量的释放操

13、作/只能使信号量的值增加1。while (!ListIsEmpty(&Semaphore-WaitListHead)&(ReleaseCount)PspWakeThread(&Semaphore-WaitListHead, STATUS_SUCCESS);PspThreadSchedule();ReleaseCount-;Semaphore-Count=mm+ReleaseCount;/可能有线程被唤醒，执行线程调度。Status = STATUS_SUCCESS;KeEnableInterrupts(IntState); 原子操作完成，恢复中断。return Status;/下面是和信号量对

14、象类型相关的代码。/信号量对象类型指针。POBJECT_TYPE PspSemaphoreType = NULL;/用于初始化semaphore结构体的参数结构体。typedef struct _SEM_CREATE_PARAMLONG InitialCount;LONG MaximumCount;SEM_CREATE_PARAM, *PSEM_CREATE_PARAM;/ semaphore 对象的构造函数，在创建新 semaphore对象时被调用VOIDPspOnCreateSemaphoreObject(IN PVOID SemaphoreObject,IN ULONG_PTR Crea

15、teParam)PsInitializeSemaphore( (PSEMAPHORE)SemaphoreObject,(PSEM_CREATE_PARAM)CreateParam)-InitialCount,(PSEM_CREATE_PARAM)CreateParam)-MaximumCount );/ semaphore 对象类型的初始化函数。VOIDPspCreateSemaphoreObjectType(VOID)STATUS Status;OBJECT_TYPE_INITIALIZER Initializer;Initializer.Create = PspOnCreateSemaph

16、oreObject;Initializer.Delete = NULL;Initializer.Wait = (OB_WAIT_METHOD)PsWaitForSemaphore;Initializer.Read = NULL;Initializer.Write = NULL;Status = ObCreateObjectType(SEMAPHORE, &Initializer, &PspSemaphoreType);if (!EOS_SUCCESS(Status) KeBugCheck(Failed to create semaphore object type!);/ semaphore

17、对象的构造函数。STATUSPsCreateSemaphoreObject(IN LONG InitialCount,IN LONG MaximumCount,IN PSTR Name,OUT PHANDLE SemaphoreHandle)STATUS Status;PVOID SemaphoreObject;SEM_CREATE_PARAM CreateParam;if(InitialCount 0 | MaximumCount MaximumCount)return STATUS_INVALID_PARAMETER;)/创建信号量对象。CreateParam.InitialCount =

18、 InitialCount;CreateParam.MaximumCount = MaximumCount;Status = ObCreateObject( PspSemaphoreType,Name,sizeof(SEMAPHORE),(ULONG_PTR)&CreateParam, &SemaphoreObject);if (!EOS_SUCCESS(Status) return Status;)Status = ObCreateHandle(SemaphoreObject, SemaphoreHandle);if (!EOS_SUCCESS(Status) ObDerefObject(S

19、emaphoreObject);)return Status;)/ semaphore 对象的signal 操作函数。STATUSPsReleaseSemaphoreObject(IN HANDLE Handle,IN LONG ReleaseCount,IN PLONG PreviousCount)STATUS Status;PSEMAPHORE Semaphore;if (ReleaseCount = 0 M InitialCouni xlirLiirCQwt = H均sEimirC口wt;Listlniiiali zeHead (.Semaphore-Wai t Li st Head),

20、STATUSPflai tF orSeinaphore (IN PSEKAPHDRE SeiraphoreBIN ULONG nillisecondsH Floppy, le5B早511 S封L 3匈/*+器机用用推.梭名称名称Fslniti tliz*5enkphotA CStnkphor4-QxSIDOfbtfD,工m ti 1 匚。皿t=Dk/ Fl u FspDnTretlieSeriftChortObj ect (JeriithcrtObj ectDzBOBfbiiHJ, Cres.teF14r t ObCr eteObj ect (Ubj ectrypeKSOGfcOQBj Objiec LHsnfDxOj ObjiectBodyS Par e-kteSen iphor eObj ect Qn