Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Programowanie Współbieżne
Laboratorium 6: Semafory
Kamil Śliwa Grupa 312A
Data wykonania ćwiczenia: 20.12.2012r.

Zadanie 2 – Funkcja ftok

Kod źródłowy:

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <stdio.h>

int main() {

key_t klucz;

klucz = ftok("/tmp/",3); //plik musi być bo jak nie to ftok zwróci -1

printf("ftok 0x%X\n",klucz);

return 0;

}

Uruchomienie programu:

ubuntu@ubuntu:~$ gcc zad2.c -o zad2 -Wall

ubuntu@ubuntu:~$ ./zad2

ftok 0x3060002

ubuntu@ubuntu:~$

Wyniki uzyskane z podanymi argumentami funkcji ftok dla nazwy programu zad2:

ftok("/tmp/",3); ftok 0x3060002

ftok("/tmp/",20); ftok 0x14060002

ftok("eliza/",3); ftok 0x3148682

ftok("eliza/",20); ftok 0x14148682

Wyniki uzyskane z podanymi argumentami funkcji ftok dla nazwy programu zad2b:

ftok("/tmp/",3); ftok 0x3060002

Jak widać wpływ na wartość unikalnego klucza mają argumenty funkcji ftok, ich zmiana powoduje zmianę unikalnego klucza.

Natomiast jeśli zmienimy tylko nazwę programu to unikalny klucz się nie zmienia.

Zadanie 3 – Semafory

Kod źródłowy:

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/sem.h>

#define PERMS 0666

/*

// wersja podstawowa

static struct sembuf op_lock[1] = {{0, -1, 0}};

static struct sembuf op_unlock[1] = {{0, 1, 0}};

*/

// wersja zmieniona

static struct sembuf op_lock[2] = {

{0,0,0}, /* czekaj, aż semafor nr 0 stanie się zerem */

{0,1,0} /* następnie zwiększ ten semafor 1*/

};

static struct sembuf op_unlock[1] = {{

0, -1, IPC_NOWAIT /* zmniejsz semafor nr 0 o 1 bez czekania bo to zwolnienie zasobów */

}

};

void blokuj(int semid) {

// w wersji podstawowej w funkcji semop ostatni argument ustawic na 1 (zamiast 2)

if (semop(semid, &op_lock[0], 2)<0)

perror("blad blokowania semafora");

}

void odblokuj(int semid) {

if (semop(semid, &op_unlock[0], 1) < 0)

perror("blad odlokowania semafora");

}

int main() {

int semid = -1; // identyfikator semafora

int co;

int jeszcze;

if ((semid = semget(ftok("/tmp",0), 1, IPC_CREAT | PERMS)) < 0)

perror("blad tworzenia semafora");

printf("Podaj Polecenie\n 1 - podnies semafor\n 2 - opusc semafor\n 0 - wyjscie\n");

for (jeszcze = 1; jeszcze;) {

scanf("%d",&co);

printf("wybrano %d\n",co);

switch(co) {

case 2: {

printf("przed blokuj\n");

blokuj(semid);

printf("po blokuj\n");

break;

}

case 1: {

printf("przed odblokuj\n");

odblokuj(semid);

printf("po odblokuj\n");

break;

}

case 0: {

jeszcze = 0;

break;

}

default: {

printf("nie rozpoznana komenda %d\n",co);

}

}

}

return 0;

}

Uruchomienie programu dla wersji zmienionej (zmodyfikowane tablice operacji):

Terminal 1:

ubuntu@ubuntu:~$ gcc zad3.c -o zad3 -Wall

ubuntu@ubuntu:~$ ./zad3

Podaj Polecenie

1 - podnies semafor

2 - opusc semafor

0 - wyjscie

2

wybrano 2

przed blokuj

po blokuj

2

wybrano 2

przed blokuj

(czekanie na odblokowanie)

po blokuj

0

wybrano 0

ubuntu@ubuntu:~$

Terminal 2:

ubuntu@ubuntu:~$ ./zad3

Podaj Polecenie

1 - podnies semafor

2 - opusc semafor

0 - wyjscie

1

wybrano 1

przed odblokuj

po odblokuj

1

wybrano 1

przed odblokuj

po odblokuj

1

wybrano 1

przed odblokuj

blad odlokowania semafora: Resource temporarily unavailable

po odblokuj

0

wybrano 0

ubuntu@ubuntu:~$

Po modyfikacji programu widać ze najpierw semafor trzeba opuścić żeby go móc potem podnieść, inaczej wystąpi błąd.

Opis działania wersji podstawowej według kroków z instrukcji:

Podniesienie 1 wyszło bez błędu, podniesienie 2 również bez błędu. Operacje opuszczenia możemy wykonać 2 razy (ponieważ 2 razy semafor był podniesiony). Przy trzecim opuszczeniu semafor się zablokował. Otwieramy terminal 2 i tam podnosimy semafor, na terminalu 1 semafor się odblokował. Ponownie na terminalu 1 opuszczamy semafor, na terminalu 2 program czeka na nasza decyzje wiec opuszczamy semafor. Teraz na terminalach 1 i 2 semafory są zablokowane. Otwieramy terminal 3 i podnosimy semafor, na terminalu 1 semafor się odblokował, na terminalu 2 nadal jest zablokowany. Podnosimy ponownie semafor na terminalu 3, na terminalu 2 semafor się odblokował. Teraz na wszystkich trzech terminalach można wyjść z programu przez 0.

Sprawdzamy komenda ipcs czy semafor został w systemie, następnie usuwamy go komenda ipcrm -s.

Po zmodyfikowaniu tablicy operacji tak by operacja opuszczania semafora była nie blokująca (IPC_NOWAIT) po uruchomieniu programu i próbie zablokowania semafora wyskoczył błąd, więc można wywnioskować, że z ustawioną flagą IPC_NOWAIT semafor najpierw musi być podniesiony a następnie opuszczony aby nie było błędu. Usuwamy semafor ipcs/ipcrm -s, usuwamy IPC_NOWAIT.

Uruchamiamy podstawowy program i podnosimy semafor kilka razy i wychodzimy przez ^C. Nie usuwając semafora uruchamiamy program ponownie i próbujemy opuścić semafor. Można opuszczać semafor więc widać ze stan semafora został zapamiętany. Usuwamy semafor ipcs/ipcrm -s.

Modyfikujemy tablice operacji dodając opcje SEM_UNDO. Uruchamiamy program, podnosimy kilka razy semafor i wychodzimy przez ^C. Następnie uruchamiamy ponownie program i próbujemy opuścić semafor. Semafor się zablokował wiec widać, że stan semafora nie został zapamiętany. Usuwamy semafor ipcs/ipcrm -s.

Zadanie 3 – Usuwanie semaforów

Kod źródłowy:

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/sem.h>

#define PERMS 0666

int main() {

int semid = -1; // identyfikator semafora

if ((semid = semget(ftok("/tmp",0), 0, PERMS)) < 0)

perror("blad odczytu semafora");

if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, 0)==0) printf("Usunieto semafor o id = %d\n",semid);

else perror("blad usuwania semafora");

return 0;

}

Uruchomienie programu:

ubuntu@ubuntu:~$ gcc zad3.c -o zad3 -Wall

ubuntu@ubuntu:~$ gcc zad3b.c -o zad3b -Wall

ubuntu@ubuntu:~$ ./zad3

Podaj Polecenie

1 - podnies semafor

2 - opusc semafor

0 - wyjscie

0

wybrano 0

ubuntu@ubuntu:~$ ipcs

------ Semaphore Arrays --------

key semid owner perms nsems

0x00010003 294912 ubuntu 666 1

ubuntu@ubuntu:~$ ./zad3b

Usunieto semafor o id = 294912

ubuntu@ubuntu:~$ ipcs

------ Semaphore Arrays --------

key semid owner perms nsems

ubuntu@ubuntu:~$

Wnioski

Na zajęciach poznaliśmy zasadę tworzenia unikalnego klucza oraz zasady działania semaforów.

Pisanie programów polegało na odpowiedniej modyfikacji programów z instrukcji. Wszystkie założone cele udało się wykonać bez większych problemów.