进程的同步实验重点分析.doc

操作系统 实 验 报 告 课程名称 操作系统实验 课程编号 0906553 实验项目名称 进程的同步 学号 年级 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 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院 进程的同步 一．实验概述 实验名称：进程的同步 实验目的： 使用 EOS 的信号量，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 EOS 信号量的工作过程，理解进程同步的原理； 修改 EOS 的信号量算法，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 修改 EOS 的信号量算法 二．实验环境 操作系统：windows XP 编译器：Tevalaton OS Lab 语言：C 三．实验过程 1.设计思路和流程图 2.实验过程 1）准备实验，启动OS Lab，新建一个EOS Kernel项目 Kernel项目中生成的SDK文件覆盖到ROS应用程序项目文件夹中的SDK文件夹 2）使用pc.c文件中的源代码替换之前创建的EOS应用程序项目中EOSApp.c文件中的代码 3）信号量结构体（SEMAPHORE）中的各个成员变量是由 API 函数 CreateSemaphore 的对应参数初始化的。 创建信号量，启动调试EOS应用程序，在OS Lab弹出的调试异常对话框中选择 EmptySemaphoreHandle = CreateSemaphore(BUFFER_SIZE, BUFFER_SIZE, NULL); 4）启动调试逐语句调试进入 5）在semaphore.c文件的顶部查找到 PsInitializeSemaphore 函数的定义，在此函数的第一行代码处添加一个断点，继续调试，，到断点处中断。观察PsInitializeSemaphore 函数中用来初始化信号量结构体成 员的值，应该和传入CreateSemaphor函数的参数值是一致的； 6）逐过程单步调试 PsInitializeSemaphore函数执行的过程，查看信号量结构体被初始化的过程。 打开“调用堆栈”窗口，查看函数的调用层次； 7）等待信号量（不阻塞），删除所有的断点（防止有些断点影响后面的调试）， 在 eosapp.c 文件的 Producer 函数中，等待 Empty信号量的代码行添加一个断点； WaitForSingleObject(EmptySemaphoreHandle, INFINITE); 8）继续调试，到断点处中断，WaitForSingleObject 函数最终会调用内核中的PsWaitForSemaphore函数完成等待操作。所以， 在 semaphore.c 文件中 PsWaitForSemaphore 函数的第一行添加一个断点。 在断点处中断后，逐过程调试，直到完成 PsWaitForSemaphore 函数中的所有操作。可以看到此次执行并没有 进行等待，只是将 Empty 信号量的计数减少了 1（由 10 变为了 9）就返回了； 9）释放信号量（不阻塞），生产者和消费者刚开始执行时，用来放产品的缓冲区都是空的，所以生产者在第一次调用 WaitForSingleObject 函数等待 Empty 信号量时，应该不需要阻塞就可以立即返回； 删除所有的断点（防止有些断点影响后面的调试），在 eosapp.c 文件的 Producer 函数中，等待 Empty 信号量的代码行添加一个断点； WaitForSingleObject(EmptySemaphoreHandle, INFINITE); 10）继续调试，到断点处中断，WaitForSingleObject 函数最终会调用内核中的PsWaitForSemaphore函数完成等待操作。所以， 在 semaphore.c 文件中 PsWaitForSemaphore 函数的第一行添加一个断点； 11）继续调试，在断点处中断，逐过程单步调试，，直到完成 PsWaitForSemaphore 函数中的所有操作。可以看到此次执行并没有 进行等待，只是将 Empty 信号量的计数减少了 1（由 10 变为了 9）就返回了； 12）释放信号量（不唤醒），删除所有的断点（防止有些断点影响后面的调试）， 在 eosapp.c 文件的Producer函数中，释放Full信号量的代码行添加一个断点。 ReleaseSemaphore(FullSemaphoreHandl