操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、實(shí)驗(yàn)一UNIX/LINUX及其使用環(huán)境（二）LINUX下C語言使用、編譯與調(diào)試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、復(fù)習(xí)C語言程序基本知識(shí)2、練習(xí)并掌握UNIX提供的vi編輯器來編譯C程序3、學(xué)會(huì)利用gcc、gdb編譯、調(diào)試C程序?qū)嶒?yàn)內(nèi)容1、用vi編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的、顯示Hello,World!的C程序，用gcc編譯并觀察編譯后的結(jié)果2、利用gdb調(diào)試該程序3、運(yùn)行生成的可執(zhí)行文件。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、C語言使用簡(jiǎn)介L(zhǎng)INUX中包含了很多軟件開發(fā)工具。它們中的很多是用于C和C+應(yīng)用程序開發(fā)的。C是一種能在UNIX的早期就被廣泛使用的通用編程語言。它最早是由Bell實(shí)驗(yàn)室的DennisRitchie為了UNIX的輔助開發(fā)而寫的，

2、從此C就成為世界上使用最廣泛的計(jì)算機(jī)語言。C能在編程領(lǐng)域里得到如此廣泛支持的原因有：（1）它是一種非常通用的語言，并且它的語法和函數(shù)庫在不同的平臺(tái)上都是統(tǒng)一的，對(duì)開發(fā)者非常有吸引力；（2）用C寫的程序執(zhí)行速度很快；（3）C是所有版本UNIX上的系統(tǒng)語言；二、文件編輯器vivi是在UNIX上被廣泛使用的中英文編輯軟件。vi是visualeditor的縮寫，是UNIX提供給用戶的一個(gè)窗口化編輯環(huán)境。進(jìn)入vi，直接執(zhí)行vi編輯程序即可。例：$vitest.c顯示器出現(xiàn)vi的編輯窗口，同時(shí)vi會(huì)將文件復(fù)制一份至緩沖區(qū)（buffer）。vi先對(duì)緩沖區(qū)的文件進(jìn)行編輯，保留在磁盤中的文件則不變。編輯完成后，

3、使用者可決定是否要取代原來舊有的文件。1、vi的工作模式vi提供二種工作模式：輸入模式（insertmode）和命令模式（commandmode）。使用者進(jìn)入vi后，即處在命令模式下，此刻鍵入的任何字符皆被視為命令，可進(jìn)行刪除、修改、存盤等操作。要輸入信息，應(yīng)轉(zhuǎn)換到輸入模式。（1）命令模式在輸入模式下，按ESC可切換到命令模式。命令模式下，可選用下列指令離開vi：q!離開vi，并放棄剛在緩沖區(qū)內(nèi)編輯的內(nèi)容：wq將緩沖區(qū)內(nèi)的資料寫入磁盤中，并離開vi：ZZ同wq：x同wq：w將緩沖區(qū)內(nèi)的資料寫入磁盤中，但并不離開vi：q離開vi，若文件被修改過，則要被要求確認(rèn)是否放棄修改的內(nèi)容，此指令可與：w配

4、合使用（2）命令模式下光標(biāo)的移動(dòng)H左移一個(gè)字符J下移一個(gè)字符K上移一個(gè)字符L右移一個(gè)字符0移至該行的首$移至該行的末移至該行的第一個(gè)字符處H移至窗口的第一列M移至窗口中間那一列L移至窗口的最后一列G移至該文件的最后一列W,W下一個(gè)單詞(W忽略標(biāo)點(diǎn))B,B上一個(gè)單詞(B忽略標(biāo)點(diǎn))+移至下一列的第一個(gè)字符處-移至上一列的第一個(gè)字符處(移至該句首)移至該句末移至該段首移至該段末NG移至該文件的第n列N+移至光標(biāo)所在位置之后第n列n-移至光標(biāo)所在位置之前第n列（3）輸入模式輸入以下命令即可進(jìn)入vi輸入模式：a(append)在光標(biāo)之后加入資料A在該行之末加入資料i(insert)在光標(biāo)之前加入資料I在

5、該行之首加入資料o(open)新增一行于該行之下，供輸入資料用O新增一行于該行之上，供輸入資料用Dd刪除當(dāng)前光標(biāo)所在行X刪除當(dāng)前光標(biāo)字符X刪除當(dāng)前光標(biāo)之前字符U撤消重做F查找s替換,例如:將文件中的所有FOX換成duck,用:%s/FOX/duck/gESC離開輸入模式更多用法見infovi三、GNUC編譯器LINUX上可用的C編譯器是GNUC編譯器，它建立在自由軟件基金會(huì)編程許可證的基礎(chǔ)上，因此可以自由發(fā)布。LINUX上的GNUC編譯器（GCC）是一個(gè)全功能的ANCIC兼容編譯器，而一般UNIX（如SCOUNIX）用的編譯器是CC。下面介紹GCC和一些GCC編譯器最常用的選項(xiàng)。1、使用GCC

6、通常后跟一些選項(xiàng)和文件名來使用GCC編譯器。GCC命令的基本用法如下：gccoptionsfilenames命令行選項(xiàng)指定的編譯過程中的具體操作2、GCC常用選項(xiàng)GCC有超過100個(gè)的編譯選項(xiàng)可用，這些選項(xiàng)中的許多可能永遠(yuǎn)都不會(huì)用到，但一些主要的選項(xiàng)將會(huì)頻繁使用。很多的GCC選項(xiàng)包括一個(gè)以上的字符，因此必須為每個(gè)選項(xiàng)指定各自的連字符，并且就像大多數(shù)LINUX命令一樣不能在一個(gè)單獨(dú)的連字符后跟一組選項(xiàng)。例如，下面的命令是不同的：gcc-p-gtest.cgcc-pgtest.c第一條命令告訴GCC編譯test.c時(shí)為prof命令建立剖析（profile）信息并且把調(diào)試信息加入到可執(zhí)行文件里。第二

7、條命令告訴GCC只為gprof命令建立剖析信息。當(dāng)不用任何選項(xiàng)編譯一個(gè)程序時(shí)，GCC將建立（假定編譯成功）一個(gè)名為a.out的可執(zhí)行文件。例如，gcctest.c編譯成功后，當(dāng)前目錄下就產(chǎn)生了一個(gè)a.out文件。也可用-o選項(xiàng)來為即將產(chǎn)生的可執(zhí)行文件指定一個(gè)文件名來代替a.out。例如：gccocountcount.c此時(shí)得到的可執(zhí)行文件就不再是a.out，而是count。GCC也可以指定編譯器處理步驟多少。-c選項(xiàng)告訴GCC僅把源代碼編譯為目標(biāo)代碼而跳過匯編和連接步驟。這個(gè)選項(xiàng)使用得非常頻繁因?yàn)樗幾g多個(gè)C程序時(shí)速度更快且更易于管理。默認(rèn)時(shí)GCC建立的目標(biāo)代碼文件有一個(gè).o的擴(kuò)展名。3、執(zhí)行

8、文件格式：./可執(zhí)行文件名例：./a.out./count三、gdb調(diào)試工具LINUX包含了一個(gè)叫g(shù)db的GNU調(diào)試程序。gdb是一個(gè)用來調(diào)試C和C+程序的強(qiáng)有力調(diào)試器。它使你能在程序運(yùn)行時(shí)觀察程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)存的使用情況。它具有以下一些功能：監(jiān)視程序中變量的值；設(shè)置斷點(diǎn)以使程序在指定的代碼行上停止執(zhí)行；一行行的執(zhí)行代碼。以下是利用gdb進(jìn)行調(diào)試的步驟：1、調(diào)試編譯代碼為了使gdb正常工作，必須使你的程序在編譯時(shí)包含調(diào)試信息。調(diào)試信息里包含你程序里的每個(gè)變量的類型和在可執(zhí)行文件里的地址映射以及源代碼的行號(hào)。gdb利用這些信息使源代碼和機(jī)器碼相關(guān)聯(lián)。在編譯時(shí)用g選項(xiàng)打開調(diào)試選項(xiàng)。2、gdb基本

9、命令命令描述file裝入欲調(diào)試的可執(zhí)行文件kill終止正在調(diào)試的程序list列出產(chǎn)生執(zhí)行文件的源代碼部分next執(zhí)行一行源代碼但不進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部step執(zhí)行一行源代碼并進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部run執(zhí)行當(dāng)前被調(diào)試的程序quit終止gdbwatch監(jiān)視一個(gè)變量的值而不管它何時(shí)被改變break在代碼里設(shè)置斷點(diǎn)，使程序執(zhí)行到這里時(shí)被掛起make不退出gdb就可以重新產(chǎn)生可執(zhí)行文件shell不離開gdb就執(zhí)行UNIXshell命令3、應(yīng)用舉例(1)設(shè)有一源程序greet.c(2)編譯，gcc-ggdbogreetgreet.c，出錯(cuò)(3)gdbgreet，出現(xiàn)提示符(gdb)，此時(shí)可在提示符下輸入gdb的命令了，如

10、：(gdb)run(gdb)list(4)退出調(diào)試狀態(tài)，返回系統(tǒng)提示符下，(gdb)quit四、參考程序main()printf(Hello,world!n);實(shí)驗(yàn)二進(jìn)程管理（一）進(jìn)程的創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握進(jìn)程的概念，明確進(jìn)程的含義2、認(rèn)識(shí)并了解并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程。當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符：父進(jìn)程顯示a，子進(jìn)程分別顯示字符b和字符c。試觀察記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。2、修改上述程序，每一個(gè)進(jìn)程循環(huán)顯示一句話。子進(jìn)程顯示daughter及son，父進(jìn)程顯示pare

11、nt，觀察結(jié)果，分析原因。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1）閱讀LINUX的fork.c源碼文件（見附錄二），分析進(jìn)程的創(chuàng)建過程。（2）閱讀LINUX的sched.c源碼文件(見附錄三)，加深對(duì)進(jìn)程管理概念的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、進(jìn)程UNIX中，進(jìn)程既是一個(gè)獨(dú)立擁有資源的基本單位，又是一個(gè)獨(dú)立調(diào)度的基本單位。一個(gè)進(jìn)程實(shí)體由若干個(gè)區(qū)（段）組成，包括程序區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、棧區(qū)、共享存儲(chǔ)區(qū)等。每個(gè)區(qū)又分為若干頁，每個(gè)進(jìn)程配置有唯一的進(jìn)程控制塊PCB，用于控制和管理進(jìn)程。PCB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：1、進(jìn)程表項(xiàng)（ProcessTableEntry）。包括一些最常用的核心數(shù)據(jù)：進(jìn)程標(biāo)識(shí)符PID、用戶標(biāo)識(shí)符UID、進(jìn)程狀態(tài)、事件描述符、進(jìn)程

12、和U區(qū)在內(nèi)存或外存的地址、軟中斷信號(hào)、計(jì)時(shí)域、進(jìn)程的大小、偏置值nice、指向就緒隊(duì)列中下一個(gè)PCB的指針P_Link、指向U區(qū)進(jìn)程正文、數(shù)據(jù)及棧在內(nèi)存區(qū)域的指針。2、U區(qū)（UArea）。用于存放進(jìn)程表項(xiàng)的一些擴(kuò)充信息。每一個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)私用的U區(qū)，其中含有：進(jìn)程表項(xiàng)指針、真正用戶標(biāo)識(shí)符u-ruid(readuserID)、有效用戶標(biāo)識(shí)符u-euid(effectiveuserID)、用戶文件描述符表、計(jì)時(shí)器、內(nèi)部I/O參數(shù)、限制字段、差錯(cuò)字段、返回值、信號(hào)處理數(shù)組。由于UNIX系統(tǒng)采用段頁式存儲(chǔ)管理，為了把段的起始虛地址變換為段在系統(tǒng)中的物理地址，便于實(shí)現(xiàn)區(qū)的共享，所以還有：3、系統(tǒng)區(qū)表項(xiàng)。

13、以存放各個(gè)段在物理存儲(chǔ)器中的位置等信息。系統(tǒng)把一個(gè)進(jìn)程的虛地址空間劃分為若干個(gè)連續(xù)的邏輯區(qū)，有正文區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、棧區(qū)等。這些區(qū)是可被共享和保護(hù)的獨(dú)立實(shí)體，多個(gè)進(jìn)程可共享一個(gè)區(qū)。為了對(duì)區(qū)進(jìn)行管理，核心中設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)區(qū)表，各表項(xiàng)中記錄了以下有關(guān)描述活動(dòng)區(qū)的信息：區(qū)的類型和大小、區(qū)的狀態(tài)、區(qū)在物理存儲(chǔ)器中的位置、引用計(jì)數(shù)、指向文件索引結(jié)點(diǎn)的指針。4、進(jìn)程區(qū)表系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程配置了一張進(jìn)程區(qū)表。表中，每一項(xiàng)記錄一個(gè)區(qū)的起始虛地址及指向系統(tǒng)區(qū)表中對(duì)應(yīng)的區(qū)表項(xiàng)。核心通過查找進(jìn)程區(qū)表和系統(tǒng)區(qū)表，便可將區(qū)的邏輯地址變換為物理地址。二、進(jìn)程映像UNIX系統(tǒng)中，進(jìn)程是進(jìn)程映像的執(zhí)行過程，也就是正在執(zhí)行的進(jìn)程實(shí)體。它由

14、三部分組成：1、用戶級(jí)上、下文。主要成分是用戶程序；2、寄存器上、下文。由CPU中的一些寄存器的內(nèi)容組成，如PC，PSW，SP及通用寄存器等；3、系統(tǒng)級(jí)上、下文。包括OS為管理進(jìn)程所用的信息，有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之分。三、所涉及的系統(tǒng)調(diào)用1、fork()創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。系統(tǒng)調(diào)用格式：pid=fork()參數(shù)定義：intfork()fork()返回值意義如下：0：在子進(jìn)程中，pid變量保存的fork()返回值為0，表示當(dāng)前進(jìn)程是子進(jìn)程。0：在父進(jìn)程中，pid變量保存的fork()返回值為子進(jìn)程的id值（進(jìn)程唯一標(biāo)識(shí)符）。-1：創(chuàng)建失敗。如果fork()調(diào)用成功，它向父進(jìn)程返回子進(jìn)程的PID，并向子進(jìn)程返

15、回0，即fork()被調(diào)用了一次，但返回了兩次。此時(shí)OS在內(nèi)存中建立一個(gè)新進(jìn)程，所建的新進(jìn)程是調(diào)用fork()父進(jìn)程（parentprocess）的副本，稱為子進(jìn)程（childprocess）。子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的許多特性，并具有與父進(jìn)程完全相同的用戶級(jí)上下文。父進(jìn)程與子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。核心為fork()完成以下操作：（1）為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和進(jìn)程標(biāo)識(shí)符進(jìn)入fork()后，核心檢查系統(tǒng)是否有足夠的資源來建立一個(gè)新進(jìn)程。若資源不足，則fork()系統(tǒng)調(diào)用失??；否則，核心為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和唯一的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符。（2）檢查同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)目超過預(yù)先規(guī)定的最大數(shù)目時(shí)，fork()系統(tǒng)調(diào)用失敗。（3

16、）拷貝進(jìn)程表項(xiàng)中的數(shù)據(jù)將父進(jìn)程的當(dāng)前目錄和所有已打開的數(shù)據(jù)拷貝到子進(jìn)程表項(xiàng)中，并置進(jìn)程的狀態(tài)為“創(chuàng)建”狀態(tài)。（4）子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的所有文件對(duì)父進(jìn)程當(dāng)前目錄和所有已打開的文件表項(xiàng)中的引用計(jì)數(shù)加1。（5）為子進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程上、下文進(jìn)程創(chuàng)建結(jié)束，設(shè)子進(jìn)程狀態(tài)為“內(nèi)存中就緒”并返回子進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符。（6）子進(jìn)程執(zhí)行雖然父進(jìn)程與子進(jìn)程程序完全相同，但每個(gè)進(jìn)程都有自己的程序計(jì)數(shù)器PC(注意子進(jìn)程的PC開始位置)，然后根據(jù)pid變量保存的fork()返回值的不同，執(zhí)行了不同的分支語句。例：.pid=fork();if(!pid)printf(Imthechildprocess!n);elseif(pid0)p

17、rintf(Imtheparentprocess!n);elseprintf(Forkfail!n);fork()調(diào)用前fork()調(diào)用后.pid=fork();if(!pid)printf(Imthechildprocess!n);elseif(pid0)printf(Imtheparentprocess!n);elseprintf(Forkfail!n);.pid=fork();if(!pid)printf(Imthechildprocess!n);elseif(pid0)printf(Imtheparentprocess!n);elseprintf(Forkfail!n);四、參考程序1

18、、#includemain()intp1,p2;while(p1=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p1=0)putchar(b);elsewhile(p2=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p2=0)putchar(c);elseputchar(a);2、#includemain()intp1,p2,i;while(p1=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p1=0)for(i=0;i10;i+)printf(daughter%dn,i);elsewhile(p2=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p2=0)for(i=0;i10

19、;i+)printf(son%dn,i);elsefor(i=0;i10;i+)printf(parent%dn,i);五、運(yùn)行結(jié)果1、bca，bac,abc,都有可能。2、parentsondaughter.daughter.或parentsonparentdaughter等六、分析原因除strace外，也可用ltrace-f-i-S./executable-file-name查看以上程序執(zhí)行過程。1、從進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行來看，各種情況都有可能。上面的三個(gè)進(jìn)程沒有同步措施，所以父進(jìn)程與子進(jìn)程的輸出內(nèi)容會(huì)疊加在一起。輸出次序帶有隨機(jī)性。2、由于函數(shù)printf()在輸出字符串時(shí)不會(huì)被中斷，因此，字符

20、串內(nèi)部字符順序輸出不變。但由于進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的調(diào)度順序和父子進(jìn)程搶占處理機(jī)問題，輸出字符串的順序和先后隨著執(zhí)行的不同而發(fā)生變化。這與打印單字符的結(jié)果相同。補(bǔ)充：進(jìn)程樹在UNIX系統(tǒng)中，只有0進(jìn)程是在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)被創(chuàng)建的，在系統(tǒng)初啟時(shí)由0進(jìn)程創(chuàng)建1進(jìn)程，以后0進(jìn)程變成對(duì)換進(jìn)程，1進(jìn)程成為系統(tǒng)中的始祖進(jìn)程。UNIX利用fork()為每個(gè)終端創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程為用戶服務(wù)，如等待用戶登錄、執(zhí)行SHELL命令解釋程序等，每個(gè)終端進(jìn)程又可利用fork()來創(chuàng)建其子進(jìn)程，從而形成一棵進(jìn)程樹?？梢哉f，系統(tǒng)中除0進(jìn)程外的所有進(jìn)程都是用fork()創(chuàng)建的。七、思考題（1）系統(tǒng)是怎樣創(chuàng)建進(jìn)程的？（2）當(dāng)首次調(diào)用新創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)

21、，其入口在哪里？實(shí)驗(yàn)二進(jìn)程管理（二）進(jìn)程的控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握進(jìn)程另外的創(chuàng)建方法2、熟悉進(jìn)程的睡眠、同步、撤消等進(jìn)程控制方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用fork()創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，再調(diào)用exec()用新的程序替換該子進(jìn)程的內(nèi)容2、利用wait()來控制進(jìn)程執(zhí)行順序?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)一、所涉及的系統(tǒng)調(diào)用在UNIX/LINUX中fork()是一個(gè)非常有用的系統(tǒng)調(diào)用，但在UNIX/LINUX中建立進(jìn)程除了fork()之外，也可用與fork()配合使用的exec()。1、exec()系列系統(tǒng)調(diào)用exec()系列，也可用于新程序的運(yùn)行。fork()只是將父進(jìn)程的用戶級(jí)上下文拷貝到新進(jìn)程中，而exec()系列可以將一個(gè)可執(zhí)行的

22、二進(jìn)制文件覆蓋在新進(jìn)程的用戶級(jí)上下文的存儲(chǔ)空間上，以更改新進(jìn)程的用戶級(jí)上下文。exec()系列中的系統(tǒng)調(diào)用都完成相同的功能，它們把一個(gè)新程序裝入內(nèi)存，來改變調(diào)用進(jìn)程的執(zhí)行代碼，從而形成新進(jìn)程。如果exec()調(diào)用成功，調(diào)用進(jìn)程將被覆蓋，然后從新程序的入口開始執(zhí)行，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)新進(jìn)程，新進(jìn)程的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符id與調(diào)用進(jìn)程相同。exec()沒有建立一個(gè)與調(diào)用進(jìn)程并發(fā)的子進(jìn)程，而是用新進(jìn)程取代了原來進(jìn)程。所以exec()調(diào)用成功后，沒有任何數(shù)據(jù)返回，這與fork()不同。exec()系列系統(tǒng)調(diào)用在UNIX系統(tǒng)庫unistd.h中，共有execl、execlp、execle、execv、execvp五

23、個(gè)，其基本功能相同，只是以不同的方式來給出參數(shù)。一種是直接給出參數(shù)的指針，如：intexecl(path,arg0,arg1,.argn,0);char*path,*arg0,*arg1,.,*argn;另一種是給出指向參數(shù)表的指針，如：intexecv(path,argv);char*path,*argv;具體使用可參考有關(guān)書。2、exec()和fork()聯(lián)合使用系統(tǒng)調(diào)用exec和fork()聯(lián)合使用能為程序開發(fā)提供有力支持。用fork()建立子進(jìn)程，然后在子進(jìn)程中使用exec()，這樣就實(shí)現(xiàn)了父進(jìn)程與一個(gè)與它完全不同子進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行。一般，wait、exec聯(lián)合使用的模型為：intsta

24、tus;.if(fork()=0).;execl(.);.;wait(&status);3、wait（）等待子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束。如果子進(jìn)程沒有完成，父進(jìn)程一直等待。wait()將調(diào)用進(jìn)程掛起，直至其子進(jìn)程因暫?；蚪K止而發(fā)來軟中斷信號(hào)為止。如果在wait()前已有子進(jìn)程暫?；蚪K止，則調(diào)用進(jìn)程做適當(dāng)處理后便返回。系統(tǒng)調(diào)用格式：intwait(status)int*status;其中，status是用戶空間的地址。它的低8位反應(yīng)子進(jìn)程狀態(tài)，為0表示子進(jìn)程正常結(jié)束，非0則表示出現(xiàn)了各種各樣的問題；高8位則帶回了exit()的返回值。exit()返回值由系統(tǒng)給出。核心對(duì)wait()作以下處理：（1）首先查找

25、調(diào)用進(jìn)程是否有子進(jìn)程，若無，則返回出錯(cuò)碼；（2）若找到一處于“僵死狀態(tài)”的子進(jìn)程，則將子進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間加到父進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間上，并釋放子進(jìn)程的進(jìn)程表項(xiàng)；（3）若未找到處于“僵死狀態(tài)”的子進(jìn)程，則調(diào)用進(jìn)程便在可被中斷的優(yōu)先級(jí)上睡眠，等待其子進(jìn)程發(fā)來軟中斷信號(hào)時(shí)被喚醒。4、exit（）終止進(jìn)程的執(zhí)行。系統(tǒng)調(diào)用格式：voidexit(status)intstatus;其中，status是返回給父進(jìn)程的一個(gè)整數(shù)，以備查考。為了及時(shí)回收進(jìn)程所占用的資源并減少父進(jìn)程的干預(yù)，UNIX/LINUX利用exit()來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的自我終止，通常父進(jìn)程在創(chuàng)建子進(jìn)程時(shí)，應(yīng)在進(jìn)程的末尾安排一條exit()，使子進(jìn)程自我終止

26、。exit(0)表示進(jìn)程正常終止，exit(1)表示進(jìn)程運(yùn)行有錯(cuò)，異常終止。如果調(diào)用進(jìn)程在執(zhí)行exit()時(shí)，其父進(jìn)程正在等待它的終止，則父進(jìn)程可立即得到其返回的整數(shù)。核心須為exit()完成以下操作：（1）關(guān)閉軟中斷（2）回收資源（3）寫記帳信息（4）置進(jìn)程為“僵死狀態(tài)”二、參考程序#include#includemain()intpid;pid=fork();/*創(chuàng)建子進(jìn)程*/switch(pid)case-1:/*創(chuàng)建失敗*/printf(forkfail!n);exit(1);case0:/*子進(jìn)程*/execl(/bin/ls,ls,-1,-color,NULL);printf(ex

27、ecfail!n);exit(1);default:/*父進(jìn)程*/wait(NULL);/*同步*/printf(lscompleted!n);exit(0);三、運(yùn)行結(jié)果執(zhí)行命令ls-l-color，（按倒序）列出當(dāng)前目錄下所有文件和子目錄；lscompleted!四、分析原因程序在調(diào)用fork()建立一個(gè)子進(jìn)程后，馬上調(diào)用wait()，使父進(jìn)程在子進(jìn)程結(jié)束之前，一直處于睡眠狀態(tài)。子進(jìn)程用exec()裝入命令ls，exec()后，子進(jìn)程的代碼被ls的代碼取代，這時(shí)子進(jìn)程的PC指向ls的第1條語句，開始執(zhí)行l(wèi)s的命令代碼。注意在這里wait()給我們提供了一種實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的簡(jiǎn)單方法。五、思考（

28、1）可執(zhí)行文件加載時(shí)進(jìn)行了哪些處理？（2）什么是進(jìn)程同步？wait()是如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的？實(shí)驗(yàn)二進(jìn)程管理（三）進(jìn)程互斥實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)2、分析進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進(jìn)程互斥的方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、修改實(shí)驗(yàn)（一）中的程序2，用lockf()來給每一個(gè)進(jìn)程加鎖，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥2、觀察并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、所涉及的系統(tǒng)調(diào)用lockf(files,function,size)用作鎖定文件的某些段或者整個(gè)文件。本函數(shù)的頭文件為#includeunistd.h參數(shù)定義：intlockf(files,function,size)intfiles,function;lon

29、gsize;其中：files是文件描述符；function是鎖定和解鎖：1表示鎖定，0表示解鎖。size是鎖定或解鎖的字節(jié)數(shù)，為0，表示從文件的當(dāng)前位置到文件尾。二、參考程序#include#includemain()intp1,p2,i;while(p1=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p1=0)lockf(1,1,0);/*加鎖，這里第一個(gè)參數(shù)為stdout（標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備的描述符）*/for(i=0;i10;i+)printf(daughter%dn,i);lockf(1,0,0);/*解鎖*/elsewhile(p2=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p

30、2=0)lockf(1,1,0);/*加鎖*/for(i=0;i10;i+)printf(son%dn,i);lockf(1,0,0);/*解鎖*/elselockf(1,1,0);/*加鎖*/for(i=0;i10;i+)printf(parent%dn,i);lockf(1,0,0);/*解鎖*/三、運(yùn)行結(jié)果parentsondaughter.daughter.或parentsonparentdaughter大致與未上鎖的輸出結(jié)果相同，也是隨著執(zhí)行時(shí)間不同，輸出結(jié)果的順序有所不同。四、分析原因上述程序執(zhí)行時(shí)，不同進(jìn)程之間不存在共享臨界資源（其中打印機(jī)的互斥性已由操作系統(tǒng)保證）問題，所以加鎖

31、與不加鎖效果相同。五、分析以下程序的輸出結(jié)果：#include#includemain()intp1,p2,i;int*fp;fp=fopen(to_be_locked.txt,w+);if(fp=NULL)printf(Failtocreatefile);exit(-1);while(p1=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p1=0)lockf(*fp,1,0);/*加鎖*/for(i=0;i10;i+)fprintf(fp,daughter%dn,i);lockf(*fp,0,0);/*解鎖*/elsewhile(p2=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p2

32、=0)lockf(*fp,1,0);/*加鎖*/for(i=0;i10;i+)fprintf(fp,son%dn,i);lockf(*fp,0,0);/*解鎖*/elsewait(NULL);lockf(*fp,1,0);/*加鎖*/for(i=0;i10;i+)fprintf(fp,parent%dn,i);lockf(*fp,0,0);/*解鎖*/fclose(fp);catto_be_locked.txt查看輸出結(jié)果實(shí)驗(yàn)三進(jìn)程間通信UNIX/LINUX系統(tǒng)的進(jìn)程間通信機(jī)構(gòu)（IPC）允許在任意進(jìn)程間大批量地交換數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)的目的是了解和熟悉LINUX支持的信號(hào)量機(jī)制、管道機(jī)制、消息通信機(jī)制

33、及共享存儲(chǔ)區(qū)機(jī)制。(一)信號(hào)機(jī)制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解什么是信號(hào)2、熟悉LINUX系統(tǒng)中進(jìn)程之間軟中斷通信的基本原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、編寫程序：用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進(jìn)程捕捉鍵盤上來的中斷信號(hào)（即按c鍵）；捕捉到中斷信號(hào)后，父進(jìn)程用系統(tǒng)調(diào)用kill()向兩個(gè)子進(jìn)程發(fā)出信號(hào)，子進(jìn)程捕捉到信號(hào)后分別輸出下列信息后終止：Childprocess1iskilledbyparent!Childprocess2iskilledbyparent!父進(jìn)程等待兩個(gè)子進(jìn)程終止后，輸出如下的信息后終止：Parentprocessiskilled!2、分析利用軟中斷通信實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的機(jī)

34、理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、信號(hào)1、信號(hào)的基本概念每個(gè)信號(hào)都對(duì)應(yīng)一個(gè)正整數(shù)常量(稱為signalnumber,即信號(hào)編號(hào)。定義在系統(tǒng)頭文件中)，代表同一用戶的諸進(jìn)程之間傳送事先約定的信息的類型，用于通知某進(jìn)程發(fā)生了某異常事件。每個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)，都要通過信號(hào)機(jī)制來檢查是否有信號(hào)到達(dá)。若有，便中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)向與該信號(hào)相對(duì)應(yīng)的處理程序，以完成對(duì)該事件的處理；處理結(jié)束后再返回到原來的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。實(shí)質(zhì)上，信號(hào)機(jī)制是對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，故在早期的UNIX版本中又把它稱為軟中斷。信號(hào)與中斷的相似點(diǎn)：（1）采用了相同的異步通信方式；（2）當(dāng)檢測(cè)出有信號(hào)或中斷請(qǐng)求時(shí)，都暫停正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序；

35、（3）都在處理完畢后返回到原來的斷點(diǎn)；（4）對(duì)信號(hào)或中斷都可進(jìn)行屏蔽。信號(hào)與中斷的區(qū)別：（1）中斷有優(yōu)先級(jí)，而信號(hào)沒有優(yōu)先級(jí)，所有的信號(hào)都是平等的；（2）信號(hào)處理程序是在用戶態(tài)下運(yùn)行的，而中斷處理程序是在核心態(tài)下運(yùn)行；（3）中斷響應(yīng)是及時(shí)的，而信號(hào)響應(yīng)通常都有較大的時(shí)間延遲。信號(hào)機(jī)制具有以下三方面的功能：（1）發(fā)送信號(hào)。發(fā)送信號(hào)的程序用系統(tǒng)調(diào)用kill()實(shí)現(xiàn)；（2）預(yù)置對(duì)信號(hào)的處理方式。接收信號(hào)的程序用signal()來實(shí)現(xiàn)對(duì)處理方式的預(yù)置；（3）收受信號(hào)的進(jìn)程按事先的規(guī)定完成對(duì)相應(yīng)事件的處理。2、信號(hào)的發(fā)送信號(hào)的發(fā)送，是指由發(fā)送進(jìn)程把信號(hào)送到指定進(jìn)程的信號(hào)域的某一位上。如果目標(biāo)進(jìn)程正在一個(gè)

36、可被中斷的優(yōu)先級(jí)上睡眠，核心便將它喚醒，發(fā)送進(jìn)程就此結(jié)束。一個(gè)進(jìn)程可能在其信號(hào)域中有多個(gè)位被置位，代表有多種類型的信號(hào)到達(dá)，但對(duì)于一類信號(hào)，進(jìn)程卻只能記住其中的某一個(gè)。進(jìn)程用kill()向一個(gè)進(jìn)程或一組進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號(hào)。3、對(duì)信號(hào)的處理當(dāng)一個(gè)進(jìn)程要進(jìn)入或退出一個(gè)低優(yōu)先級(jí)睡眠狀態(tài)時(shí)，或一個(gè)進(jìn)程即將從核心態(tài)返回用戶態(tài)時(shí)，核心都要檢查該進(jìn)程是否已收到軟中斷。當(dāng)進(jìn)程處于核心態(tài)時(shí)，即使收到軟中斷也不予理睬；只有當(dāng)它返回到用戶態(tài)后，才處理軟中斷信號(hào)。對(duì)軟中斷信號(hào)的處理分三種情況進(jìn)行：（1）如果進(jìn)程收到的軟中斷是一個(gè)已決定要忽略的信號(hào)（function=1），進(jìn)程不做任何處理便立即返回；（2）進(jìn)程收到軟中斷

37、后便退出（function=0）；（3）執(zhí)行用戶設(shè)置的軟中斷處理程序。二、所涉及的中斷調(diào)用1、kill()系統(tǒng)調(diào)用格式intkill(pid,sig)參數(shù)定義intpid,sig;其中，pid是一個(gè)或一組進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符，參數(shù)sig是要發(fā)送的軟中斷信號(hào)。（1）pid0時(shí)，核心將信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程pid。（2）pid=0時(shí)，核心將信號(hào)發(fā)送給與發(fā)送進(jìn)程同組的所有進(jìn)程。（3）pid=-1時(shí)，核心將信號(hào)發(fā)送給所有用戶標(biāo)識(shí)符真正等于發(fā)送進(jìn)程的有效用戶標(biāo)識(shí)號(hào)的進(jìn)程。2、signal()預(yù)置對(duì)信號(hào)的處理方式，允許調(diào)用進(jìn)程控制軟中斷信號(hào)。系統(tǒng)調(diào)用格式signal(sig,function)頭文件為#include參數(shù)

38、定義signal(sig,function)intsig;void(*func)()其中sig用于指定信號(hào)的類型，sig為0則表示沒有收到任何信號(hào)，余者如下表：值名字說明01SIGHUP掛起（hangup）02SIGINT中斷，當(dāng)用戶從鍵盤按c鍵或break鍵時(shí)03SIGQUIT退出，當(dāng)用戶從鍵盤按quit鍵時(shí)04SIGILL非法指令05SIGTRAP跟蹤陷阱（tracetrap），啟動(dòng)進(jìn)程，跟蹤代碼的執(zhí)行06SIGIOTIOT指令07SIGEMTEMT指令08SIGFPE浮點(diǎn)運(yùn)算溢出09SIGKILL殺死、終止進(jìn)程10SIGBUS總線錯(cuò)誤11SIGSEGV段違例（segmentationvi

39、olation），進(jìn)程試圖去訪問其虛地址空間以外的位置12SIGSYS系統(tǒng)調(diào)用中參數(shù)錯(cuò)，如系統(tǒng)調(diào)用號(hào)非法13SIGPIPE向某個(gè)非讀管道中寫入數(shù)據(jù)14SIGALRM鬧鐘。當(dāng)某進(jìn)程希望在某時(shí)間后接收信號(hào)時(shí)發(fā)此信號(hào)15SIGTERM軟件終止（softwaretermination）16SIGUSR1用戶自定義信號(hào)117SIGUSR2用戶自定義信號(hào)218SIGCLD某個(gè)子進(jìn)程死19SIGPWR電源故障function：在該進(jìn)程中的一個(gè)函數(shù)地址，在核心返回用戶態(tài)時(shí)，它以軟中斷信號(hào)的序號(hào)作為參數(shù)調(diào)用該函數(shù)，對(duì)除了信號(hào)SIGKILL，SIGTRAP和SIGPWR以外的信號(hào)，核心自動(dòng)地重新設(shè)置軟中斷信號(hào)處理

40、程序的值為SIG_DFL，一個(gè)進(jìn)程不能捕獲SIGKILL信號(hào)。function的解釋如下：（1）function=1時(shí)，進(jìn)程對(duì)sig類信號(hào)不予理睬，亦即屏蔽了該類信號(hào)；（2）function=0時(shí)，缺省值，進(jìn)程在收到sig信號(hào)后應(yīng)終止自己；（3）function為非0，非1類整數(shù)時(shí)，function的值即作為信號(hào)處理程序的指針。三、參考程序#include#include#includevoidwaiting(),stop();intwait_mark;main()intp1,p2,stdout;while(p1=fork()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p10)while(p2=fo

41、rk()=-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p20)wait_mark=1;signal(SIGINT,stop);/*接收到c信號(hào)，轉(zhuǎn)stop*/waiting();kill(p1,16);/*向p1發(fā)軟中斷信號(hào)16*/kill(p2,17);/*向p2發(fā)軟中斷信號(hào)17*/wait(0);/*同步*/wait(0);printf(Parentprocessiskilled!n);exit(0);elsewait_mark=1;signal(17,stop);/*接收到軟中斷信號(hào)17，轉(zhuǎn)stop*/waiting();lockf(stdout,1,0);printf(Childprocess

42、2iskilledbyparent!n);lockf(stdout,0,0);exit(0);elsewait_mark=1;signal(16,stop);/*接收到軟中斷信號(hào)16，轉(zhuǎn)stop*/waiting();lockf(stdout,1,0);printf(Childprocess1iskilledbyparent!n);lockf(stdout,0,0);exit(0);voidwaiting()while(wait_mark!=0);voidstop()wait_mark=0;四、運(yùn)行結(jié)果屏幕上無反應(yīng)，按下C后，顯示Parentprocessiskilled!五、分析原因上述程序

43、中，signal()都放在一段程序的前面部位，而不是在其他接收信號(hào)處。這是因?yàn)閟ignal()的執(zhí)行只是為進(jìn)程指定信號(hào)值16或17的作用，以及分配相應(yīng)的與stop()過程鏈接的指針。因而，signal()函數(shù)必須在程序前面部分執(zhí)行。本方法通信效率低，當(dāng)通信數(shù)據(jù)量較大時(shí)一般不用此法。六、思考1、該程序段前面部分用了兩個(gè)wait(0)，它們起什么作用？2、該程序段中每個(gè)進(jìn)程退出時(shí)都用了語句exit(0)，為什么？3、為何預(yù)期的結(jié)果并未顯示出？4、程序該如何修改才能得到正確結(jié)果？5、不修改程序如何得到期望的輸出？實(shí)驗(yàn)三進(jìn)程通信（二）進(jìn)程的管道通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解什么是管道2、熟悉UNIX/LIN

44、UX支持的管道通信方式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程的管道通信。用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一管道，二個(gè)子進(jìn)程P1和P2分別向管道各寫一句話：Child1issendingamessage!Child2issendingamessage!父進(jìn)程從管道中讀出二個(gè)來自子進(jìn)程的信息并顯示（要求先接收P1，后P2）。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、什么是管道UNIX系統(tǒng)在OS的發(fā)展上，最重要的貢獻(xiàn)之一便是該系統(tǒng)首創(chuàng)了管道（pipe）。這也是UNIX系統(tǒng)的一大特色。所謂管道，是指能夠連接一個(gè)寫進(jìn)程和一個(gè)讀進(jìn)程的、并允許它們以生產(chǎn)者消費(fèi)者方式進(jìn)行通信的一個(gè)共享文件，又稱為pipe文件。由寫進(jìn)程從管道的寫入端（句柄1）將數(shù)據(jù)寫入管道，

45、而讀進(jìn)程則從管道的讀出端（句柄0）讀出數(shù)據(jù)。句柄fd0句柄fd1讀出端寫入端二、管道的類型：1、有名管道一個(gè)可以在文件系統(tǒng)中長(zhǎng)期存在的、具有路徑名的文件。用系統(tǒng)調(diào)用mknod()建立。它克服無名管道使用上的局限性，可讓更多的進(jìn)程也能利用管道進(jìn)行通信。因而其它進(jìn)程可以知道它的存在，并能利用路徑名來訪問該文件。對(duì)有名管道的訪問方式與訪問其他文件一樣，需先用open()打開。2、無名管道一個(gè)臨時(shí)文件。利用pipe()建立起來的無名文件（無路徑名）。只用該系統(tǒng)調(diào)用所返回的文件描述符來標(biāo)識(shí)該文件，故只有調(diào)用pipe()的進(jìn)程及其子孫進(jìn)程才能識(shí)別此文件描述符，才能利用該文件（管道）進(jìn)行通信。當(dāng)這些進(jìn)程不再

46、使用此管道時(shí)，核心收回其索引結(jié)點(diǎn)。二種管道的讀寫方式是相同的，本文只講無名管道。3、pipe文件的建立分配磁盤和內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)、為讀進(jìn)程分配文件表項(xiàng)、為寫進(jìn)程分配文件表項(xiàng)、分配用戶文件描述符4、讀/寫進(jìn)程互斥內(nèi)核為地址設(shè)置一個(gè)讀指針和一個(gè)寫指針，按先進(jìn)先出順序讀、寫。為使讀、寫進(jìn)程互斥地訪問pipe文件，需使各進(jìn)程互斥地訪問pipe文件索引結(jié)點(diǎn)中的直接地址項(xiàng)。因此，每次進(jìn)程在訪問pipe文件前，都需檢查該索引文件是否已被上鎖。若是，進(jìn)程便睡眠等待，否則，將其上鎖，進(jìn)行讀/寫。操作結(jié)束后解鎖，并喚醒因該索引結(jié)點(diǎn)上鎖而睡眠的進(jìn)程。三、所涉及的系統(tǒng)調(diào)用1、pipe()建立一無名管道。系統(tǒng)調(diào)用格式pip

47、e(filedes)參數(shù)定義intpipe(filedes);intfiledes2;其中，filedes1是寫入端，filedes0是讀出端。該函數(shù)使用頭文件如下：#include#inlcude#include2、read()系統(tǒng)調(diào)用格式read(fd,buf,nbyte)功能：從fd所指示的文件中讀出nbyte個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并將它們送至由指針buf所指示的緩沖區(qū)中。如該文件被加鎖，等待，直到鎖打開為止。參數(shù)定義intread(fd,buf,nbyte);intfd;char*buf;unsignednbyte;3、write()系統(tǒng)調(diào)用格式read(fd,buf,nbyte)功能：把nb

48、yte個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，從buf所指向的緩沖區(qū)寫到由fd所指向的文件中。如文件加鎖，暫停寫入，直至開鎖。參數(shù)定義同read()。四、參考程序#include#include#includeintpid1,pid2;main()intfd2;charoutpipe100,inpipe100;pipe(fd);/*創(chuàng)建一個(gè)管道*/while(pid1=fork()=-1);if(pid1=0)lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,child1processissendingmessage!);/*把串放入數(shù)組outpipe中*/write(fd1,outpipe,50);/*向

49、管道寫長(zhǎng)為50字節(jié)的串*/sleep(5);/*自我阻塞5秒*/lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork()=-1);if(pid2=0)lockf(fd1,1,0);/*互斥*/sprintf(outpipe,child2processissendingmessage!);write(fd1,outpipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewait(0);/*同步*/read(fd0,inpipe,50);/*從管道中讀長(zhǎng)為50字節(jié)的串*/printf(%sn,inpipe);wait(0);read

50、(fd0,inpipe,50);printf(%sn,inpipe);exit(0);五、運(yùn)行結(jié)果延遲5秒后顯示child1processissendingmessage!再延遲5秒child2processissendingmessage!六、思考題1、程序中的sleep(5)起什么作用？2、子進(jìn)程1和2為什么也能對(duì)管道進(jìn)行操作？實(shí)驗(yàn)三進(jìn)程通信（三）消息的發(fā)送與接收實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解什么是消息2、熟悉消息傳送的機(jī)理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容消息的創(chuàng)建、發(fā)送和接收。使用系統(tǒng)調(diào)用msgget(),msgsnd(),msgrev(),及msgctl()編制一長(zhǎng)度為k的消息發(fā)送和接收的程序。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、什么是消息消

51、息（message）是一個(gè)格式化的可變長(zhǎng)的信息單元。消息機(jī)制允許由一個(gè)進(jìn)程給其它任意的進(jìn)程發(fā)送一個(gè)消息。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程收到多個(gè)消息時(shí)，可將它們排成一個(gè)消息隊(duì)列。消息使用二種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：一是消息首部，其中記錄了一些與消息有關(guān)的信息，如消息數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；二個(gè)消息隊(duì)列頭表，其每一表項(xiàng)是作為一個(gè)消息隊(duì)列的消息頭，記錄了消息隊(duì)列的有關(guān)信息。1、消息機(jī)制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（1）消息首部記錄一些與消息有關(guān)的信息，如消息的類型、大小、指向消息數(shù)據(jù)區(qū)的指針、消息隊(duì)列的鏈接指針等。（2）消息隊(duì)列頭表其每一項(xiàng)作為一個(gè)消息隊(duì)列的消息頭，記錄了消息隊(duì)列的有關(guān)信息如指向消息隊(duì)列中第一個(gè)消息和指向最后一個(gè)消息的指針、隊(duì)列中消息的數(shù)

52、目、隊(duì)列中消息數(shù)據(jù)的總字節(jié)數(shù)、隊(duì)列所允許消息數(shù)據(jù)的最大字節(jié)總數(shù)，還有最近一次執(zhí)行發(fā)送操作的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符和時(shí)間、最近一次執(zhí)行接收操作的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符和時(shí)間等。2、消息隊(duì)列的描述符UNIX中，每一個(gè)消息隊(duì)列都有一個(gè)稱為關(guān)鍵字（key）的名字，是由用戶指定的；消息隊(duì)列有一消息隊(duì)列描述符，其作用與用戶文件描述符一樣，也是為了方便用戶和系統(tǒng)對(duì)消息隊(duì)列的訪問。二、涉及的系統(tǒng)調(diào)用1.msgget()創(chuàng)建一個(gè)消息，獲得一個(gè)消息的描述符。核心將搜索消息隊(duì)列頭表，確定是否有指定名字的消息隊(duì)列。若無，核心將分配一新的消息隊(duì)列頭，并對(duì)它進(jìn)行初始化，然后給用戶返回一個(gè)消息隊(duì)列描述符，否則它只是檢查消息隊(duì)列的許可權(quán)便返回。系統(tǒng)

53、調(diào)用格式：msgqid=msgget(key,flag)該函數(shù)使用頭文件如下：#include#include#include參數(shù)定義intmsgget(key,flag)key_tkey;intflag;其中：key是用戶指定的消息隊(duì)列的名字；flag是用戶設(shè)置的標(biāo)志和訪問方式。如IPC_CREAT|0400是否該隊(duì)列已被創(chuàng)建。無則創(chuàng)建，是則打開；IPC_EXCL|0400是否該隊(duì)列的創(chuàng)建應(yīng)是互斥的。msgqid是該系統(tǒng)調(diào)用返回的描述符，失敗則返回-1。2.msgsnd（）發(fā)送一消息。向指定的消息隊(duì)列發(fā)送一個(gè)消息，并將該消息鏈接到該消息隊(duì)列的尾部。系統(tǒng)調(diào)用格式：msgsnd(msgqid,msgp,size,flag)該函數(shù)使用頭文件如下：#include#include#include參數(shù)定義：int