操作系統(tǒng)實驗二

1、操作系統(tǒng)實驗二實 驗 報 告課程名稱 操作系統(tǒng) 實驗項目 內(nèi)存管理 實驗儀器 臺式電腦 系 別 計算機科學與技術(shù)系 專 業(yè) 計算機科學與技術(shù) 班級/學號 * 學生姓名 * 實驗日期 2018年12月26日 成 績 指導教師 * 實驗二 內(nèi)存管理實驗時數(shù)：4 學時 實驗類別：設計型實驗批次：1 批，1 人/組 實驗地點：健翔校區(qū)計算中心一、實驗目的內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)的主要功能之一，本實驗需要完成兩個并發(fā)進程通過共享存儲器機制對文件的修改。通過本次實驗，能夠使學生進一步熟練使用 Linux 內(nèi)存管理相關(guān)函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用進行編程，進而掌握內(nèi)存管理的基本功能和通過共享存儲器方式實現(xiàn)進程間通信的基本原理。

2、二、實驗環(huán)境操作系統(tǒng)：任何 Unix/Linux 編譯器：gcc三、實驗要求1學生應完成如下章節(jié)的學習：進程和線程、調(diào)度、進程通信、存儲管理。2在 Linux 操作系統(tǒng)下，使用 C 語言編程，使用相關(guān)函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用進行設計實現(xiàn)四、實驗內(nèi)容1打開當前目錄下的文件 f1，使用系統(tǒng)調(diào)用 mmap()創(chuàng)建共享存儲區(qū)，大小為一個頁面，將文件 f1 映射進內(nèi)存，地址返回到 src。2使用 malloc()函數(shù)申請一個內(nèi)存塊，地址返回到 dst。申請成功后，使用 memmove()函數(shù)將共享存儲區(qū)的內(nèi)容復制到 dst。3使用 fork()調(diào)用創(chuàng)建一個新進程，之后父進程阻塞自己。4子進程使用 memccpy(

3、)將 dst 中”W”之后內(nèi)容的地址復制到 temp，將 temp 中前2 個字符用替換。之后將修改后的 dst 的內(nèi)容使用 memmove()復制回 src，關(guān)閉文件 f1，釋放 dst。5父進程使用 memset()將共享存儲區(qū) src 中前 2 個字符用“Q”替換。最后顯示經(jīng) 2 次修改后的 f1 的內(nèi)容。5、 實驗代碼#include <>#include <>#include <>#include <>#include <>#include <>#include <sys/>#include <

4、>#include <sys/>int main() int fd, page_size; pid_t pid; f1", O_RDWR); char *src = (char *)mmap(NULL, page_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); if (src = MAP_FAILED) printf("errorn"); exit(1); /顯示 src 的內(nèi)容; printf("src 的內(nèi)容=%sn", src); /使用 malloc()函數(shù)申請一個頁面大小的內(nèi)存空間，地址返

5、回到 dst; char *dst = (char *)malloc(page_size); /使用 memmove()函數(shù)將共享存儲區(qū)的內(nèi)容復制到 dst; memmove(dst, src, page_size); /顯示 dst 的內(nèi)容; printf("dst 的內(nèi)容=%sn", dst); pid = fork(); if (pid = 0) /* 子進程空間*/ /使用 memccpy()將 dst 中”W”之后內(nèi)容的地址返回到 temp; char *temp = (char *)memccpy(dst, src, 'W', page_size

6、); /顯示 temp 的內(nèi)容及其內(nèi)存起始地址; printf("temp 的內(nèi)容=%sn", temp); printf("temp 的地址=%pn", temp); /將 temp 中前 2 個字符用替換,顯示替換后的 dst 內(nèi)容; memset(temp, '', 2); printf("temp 的內(nèi)容=%sn", temp); printf("dst 的內(nèi)容=%sn", dst); /使用 memmove()將修改后的 dst 的內(nèi)容復制回 src; memmove(src, dst,

7、strlen(dst); /顯示 src 的內(nèi)容(包含 PID 及 PPID)； printf("src 的內(nèi)容=%sn", src); printf("PID is: %d, PPID is: %d, The src value of end is: %snn", getpid(), getppid(), src); /*顯示src 指向的共享存儲區(qū)內(nèi)容*/ /關(guān)閉之前打開的文件 f1，釋放 dst; close(fd); free(dst); else if (pid > 0) /* 父進程空間*/ wait(NULL); /使用memset(

8、)將共享存儲區(qū)src 中前2 個字符用”Q”替換，并顯示替換后的內(nèi)容(包含PID 及PPID); memset(src, 'Q', 2); printf("src 的內(nèi)容=%sn", src); /printf("PID is: %d, PPID is: %d, The src value of end is: %snn", /getpid(),getppid(),memset(src,'Q',2); /*顯示src 指向的共享存儲區(qū)內(nèi)容*/ printf("PID is: %d, PPID is: %d, Th

9、e src value of end is: %snn", getpid(), getppid(), src); /*顯示src 指向的共享存儲區(qū)內(nèi)容*/ /顯示經(jīng)2 次修改后的文件f1 的最終內(nèi)容; printf("The f1 result of end is:nn"); system("od -c f1"); if (munmap(src, page_size) = 0) /*釋放共享存儲區(qū)*/ printf("PID is: %d, PPID is: %d, munmap successnn", getpid(),

10、getppid(); else printf("PID is: %d, PPID is: %d, munmap failednn", getpid(), getppid(); return 0;6、 實驗截圖7、 實驗總結(jié)通過本次實驗，使我進一步熟練使用 Linux 內(nèi)存管理相關(guān)函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用進行編程，進而掌握了內(nèi)存管理的基本功能和通過共享存儲器方式實現(xiàn)進程間通信的基本原理。在老師和同學的幫助下，我成功解決了我的一些問題和困惑，使我對操作系統(tǒng)更加感興趣，也為今后的學習生活奠定了基礎(chǔ)。8、 思考題1：了解函數(shù) memchr()的用法，試用其替代子進程中的 memccpy()以簡化代碼。答：memchr()頭文件 <>函數(shù)原型void * memchr(const void *src, char ch, size_t n)功能：從頭開始搜尋 src 所指的內(nèi)存內(nèi)容前 n 個字節(jié)，直到發(fā)現(xiàn)第一個值為 ch 的字節(jié)。返回值：如果找到指定的字