Linux内核编程实验报告6

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1、Linux内核分析实验报告 实验题目：构造新内核同步机制实验实验目的：设计同步原语模拟内核信号量。硬件环境：内存1G以上软件环境：Linux（Ubuntu）2-6实验步骤：usr/src/linux-2.6.33.2/ipc/shm.c一：实验原理简介：信号量负责对共享缓冲区的互斥，主要实现的方法有信号量的声明（sys_sema_open），在特定信号量的等待（sys_sema_wait），将特定信号量上的等待进程唤醒（sys_sema_signal），删除特定信号量（sys_sema_close）。声明信号量：声明新的信号量结构，对本信号量等待队列初始化，本信号量信号灯数目初始化

2、，然后将其放入信号量等待队列中。在特定信号量的等待：如果信号灯数目大于0，说明还有资源可以利用，将信号灯数目-1。否则，说明没有资源可用，将本进程置为WQ_FLAG_EXCLUSIVE，放入等待队列，调用schedule（），重新调度其他进程。Schedule（）方法后是finish_wait()方法，当进程被唤醒后，首先执行此方法。此方法将进程真正地从等待队列中弹出。唤醒信号量上的等待进程：进程即将从缓冲区离开，将信号灯的数目+1。此时，如果等待队列中还有等待进程（判断条件是信号灯的数目<0），则从等待队列中弹出一个进程，使其状态变为RUNNING，等待被调度。删除特定信号量：给

3、出信号量的编号，判断等待队列上是否还有等待的进程，如果有的话，将所有的进程均从队列中弹出。然后从信号量的队列中删除编号是输入数字的信号量结构。二：体结构：typedefstruct__sema{intkey;//本信号量编号intnumber;//本信号量信号灯个数wait_queue_head_t*p;//系统等待队列首指针struct__sema*next;//所有信号量以链形式串在一起，本属性指向下一信号量结构}sema;三：主要函数简介：1.系统函数wake_up()唤醒等待队列中所有没有设置WQ_FLAG_EXELUSIVE的节点对应的进程，并且唤醒等待队列中第一个设置标

4、记WQ_FLAG_EXELUSIVE的进程Wake_up_all()除了唤醒等待队列中所有没有设置WQ_FLAG_EXELUSIVE的节点对应的进程外，还唤醒所有设置了此标记位的进程。prepare_to_wait(queue,&wait,flag);将进程以设置的标志位放入等待队列中。finish_wait(queue,&wait);将进程从队列中弹出2自定义函数（位置：/usr/src/linux-2.6.33.2/ipc/shm.c）1sema*check_sema_key(intkey,sema**prev)作用：检查以key值为编号的信号量是否存在于当前的信号量链中2as

5、mlinkageintsys_sema_open(intkey,intnumber)作用：如果key=0声明一个新的信号量（链表的插入），如果key!=0,返回key值。1asmlinkageintsys_sema_wait(intkey)作用：如果信号灯数目大于0，说明还有资源可以利用，将信号灯数目-1。否则，说明没有资源可用，将本进程置为WQ_FLAG_EXCLUSIVE，放入等待队列，调用schedule（），重新调度其他进程。Schedule（）方法后是finish_wait()方法，当进程被唤醒后，首先执行此方法。此方法将进程真正地从等待队列中弹出。4.asmlinkag

6、eintsys_sema_signal(intkey)作用：进程即将从缓冲区离开，将信号灯的数目+1。此时，如果等待队列中还有等待进程（判断条件是信号灯的数目<0），则从等待队列中弹出一个进程，使其状态变为RUNNING，等待被调度。5.intwake_up_all_ones(intkey)作用：唤醒key编号信号量上所有的等待进程。6.asmlinkageintsys_sema_close(intkey)作用：给出信号量的编号，判断等待队列上是否还有等待的进程，如果有的话，将所有的进程均从队列中弹出。然后从信号量的队列中删除编号是输入数字的信号量结构。五：结果检测：设定信号量的n

7、umber值是2，生成3个进程，三个进程争夺两个资源。为了使实验结果明显，进程每次执行时候，使之输出1—1010个数字。预期结果：三个shell中只有两个进程输出，一个停滞。此时，左右上角进程执行中间进程等待。此时，左上角，中间进程执行，右上角进程停滞。结果：三个进程中有两个进程同时输出，另一个进程等待，正确。结论分析与体会：信号量是是内核中重要的同步机制，可以控制对共享数据的读写。原理简单，但是一些编程的细节要注意，比如指针。附：程序源代码/************