操作系统实验报告线程并发拷贝程序定稿版

操作系统实验报告线程

并发拷贝程序

HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

操作系统：线程（进程）并发拷贝程序附录一：程序代码

#include

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#include

#include

#define PSIZE 4096 /*管道文件的大小*/

#define BSIZE 128 /*默认缓冲区的大小*/

#define NOFILE 20 /*u_ofile3575表可分配的个数*/

#define NFILE 20 /*file表可分配的个数*/

#define NPIPE 20 /*pipecb3575可分配的个数*/

/*进程的u_file表*/

int u_ofile3575[NOFILE];

struct

{

char f_flag;/*读写标志，'w'表示写，'r'表示读*/

int f_count;/*表示此表项的状态，=0表示此表项没被使用，可分配；=1表示此表项在被使用，不可再分配*/

int f_inode;/*对应的pipecb3575表下标*/

long f_offset;/*读写指针，当前已读或已写个数*/

}file[NFILE];

/*管道控制块*/

struct

{

char *p_addr;/*管道文件基地址*/

int p_size;/*管道文件大小，PSIZE*/

int p_count;/*=2表示读写都在被进行，=1表示在被读或被写，=0表示管道没被使用，可分配*/

}pipecb3575[NPIPE];

char *pfile;

/*管道的写入写出端*/

int fd[2];

/*锁机制，实现互斥*/

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

/*进程间通信，实现同步*/

pthread_cond_t rflag = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*读信号量*/ pthread_cond_t wflag = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*写信号量*/ /*线程创建函数只能传一个参数，用结构体来封装所有参数*/

struct arg_set

{

char *fname; /*文件名*/

int f; /*传递fdp[]*/

};

/*u_ofile3575表初始化*/

int u_ofile_init3575()

{

printf("init the u_ofile3575\n"); int i;

for(i=0;i

u_ofile3575[i] = -1;

u_ofile3575[0]=0;

u_ofile3575[1]=0;

u_ofile3575[2]=0;

return 0;

}

/*创建管道*/

int pipe_simulate3575(int a[])

{

printf("start to create a pipe\n"); int i;

for(i=0;i

{

if(u_ofile3575[i]==-1)

{

a[0] = i;/*读*/

u_ofile3575[i] = 0;/*读端*/ break;

}

}

for(i;i

{

if(u_ofile3575[i]==-1)

{

a[1] = i;/*写*/

u_ofile3575[i] = 1;/*写端*/ break;

}

if(i>=NOFILE)

{

printf("u_ofile3575分配失败,failure to create a pipe\n");

return -2;

}

pfile = (char *)malloc(PSIZE*sizeof(char));/*申请模拟管道用的内存空间*/ if(pfile==NULL)/*申请可能不成功*/

{

printf("failure to create a pipe\n");

return -1;

}

for(i=0;i

{

if(file[i].f_count!=1)

file[i].f_flag = 'r';/*读标志*/

//file[i].f_inode = 0;/*读对应pipecb3575表下标*/

file[i].f_count = 1;/*file[0]这个表项在被使用，不可再分配*/ file[i].f_offset = 0;/*读指针*/

u_ofile3575[a[0]] = i;/*读端*/

break;

}

}

for(i=0;i

{

if(file[i].f_count!=1)

{

file[i].f_flag = 'w';/*写标志*/

//file[i].f_inode = 0;/*写对应pipecb3575控制块下标*/

file[i].f_count = 1;/*file[1]这个表项在被使用，不可再分配*/

file[i].f_offset = 0;/*写指针*/

u_ofile3575[a[1]] = i;/*写端*/

break;

}

}

if(i>=NFILE)

{

printf("failure to create a pipe\n");

return -1;

}

for(i=0;i

{

if(pipecb3575[i].p_count==0)

{

pipecb3575[i].p_addr = pfile;/*给管道文件基地址赋值*/ pipecb3575[i].p_size = PSIZE;/*管道文件大小*/

pipecb3575[i].p_count = 2;/*读写都在进行，此pipecb3575表项不可再分*/

file[u_ofile3575[a[0]]].f_inode = i;

file[u_ofile3575[a[1]]].f_inode = i;

break;

}

}

if(i>=NPIPE)

{

printf("failure to create a pipe\n");

return -1;

}

printf("Secceed create the pipe\n");

return 0;/*分配成功*/

}

/*关闭管道*/

int close_simulate3575(int a[])

{

printf("start to close the pipe you have created\n");

char *p;

int i;

for(i=0;i<2;i++)

{

p=pipecb3575[file[u_ofile3575[a[i]]].f_inode].p_addr;

/*

if(p!=NULL)

free(p); //释放管道内存

*/

pipecb3575[file[u_ofile3575[a[i]]].f_inode].p_count = 0; /*管道控制块计数清零*/

file[u_ofile3575[a[i]]].f_count = 0; /*file表项计数清零*/

u_ofile3575[a[i]] = -1; /*u_ofile3575表项清空*/

a[i] = -1; /*fdp[]清空?*/

}

printf("secceed close the pipe\n");

return 0;

}

/*写管道*/

int numwrite_simulate3575;

int write_simulate3575(int fd,char *ca,int n)//将内存ca内容写入n个字符到管道fd里

{

printf("(memory---->pipe)input data in memory *ca into pipe\n");

numwrite_simulate3575++;

long offr,offw;/*读写指针，实际是读写字符个数*/

int r;/*管道文件读端*/

int m;/*若ca中的字符不能一次写完，m用来表示一次可写入的字符的最大数*/

int w = u_ofile3575[fd];/*管道文件写端*/

int pf = file[w].f_inode;/*读管道对应的pipecb3575表的下标*/ int n1 = n;/*一次应该写入的字符个数*/

int wstart = 0;/*计数器，写入字符个数*/

int i = 0;

for(i;i

{

if((file[i].f_flag=='r')&&(file[i].f_inode==pf))

{

r = i;

break;

}

else

{

continue;

}

}

printf("----add the lock\n");

pthread_mutex_lock(&lock);/*互斥锁，相当于进入临界区*/

offr = file[r].f_offset;/*赋值读指针*/

offw = file[w].f_offset;/*赋值写指针*/

if((offw+n1-PSIZE)>offr)/*不能一次写完*/

{

if(pipecb3575[pf].p_count==0)/*对文件的复制操作已进行结束，管道文件被释放*/

{

printf("对文件的复制操作已进行结束，管道文件被释放\n");

return 0;

}

else

{

m = PSIZE+offr-offw;/*最多可写入数*/

for(wstart=0;wstart

{

*(pipecb3575[pf].p_addr+offw%PSIZE) = *ca;

ca++;

offw++;

}

file[w].f_offset = offw;/*重定位写指针位置*/

n1 = n1-m;/*剩余需要读的字符个数*/

printf("weak up the read thread , pipe is readable\n");

pthread_cond_signal(&rflag);/*唤醒读线程，管道可读*/

printf("write thread is blocked and under the statement of waiting\n");

pthread_cond_wait(&wflag,&lock);/*写线程封锁等待*/

}

}

/*一次性可将ca中内容全部写入管道*/

offr = file[r].f_offset;

offw = file[w].f_offset;

for(wstart=0;wstart

{

/*printf("%d\n",pipecb3575[pf].p_addr);*/

*(pipecb3575[pf].p_addr+offw%PSIZE) = *ca;

/*printf("%d\n",wstart);*/

ca++;

offw++;

}

file[w].f_offset = offw;

pthread_cond_signal(&rflag);

printf("----release the lock\n");

pthread_mutex_unlock(&lock);

printf("Secceed (memory---->pipe)input data in memory *ca into pipe\n"); return n;/*返回写入字符个数*/

}

/*读管道*/

int numread_simulate3575;//read_simulate3575 diaoyongshu

int read_simulate3575(int fd,char *ca,int n)//将管道fd内容读取n个字符到内存ca里

{

printf("(pipe---->memory)output data from pipe into memory *ca\n");

numread_simulate3575++;

long offr,offw;/*读写指针，实际是读写字符个数*/

int w;/*管道文件写端*/

int m;/*若ca中的字符不能一次读完，m用来表示一次可读出的字符的最大数*/

int r = u_ofile3575[fd];/*管道文件读端*/

int pf = file[r].f_inode;/*读管道对应的pipecb3575表的下标*/

int rstart = 0;/*计数器，读出字符个数*/

int i = 0;

for(i;i

{

if((file[i].f_flag=='w')&&(file[i].f_inode==pf)) {

w = i;

break;

}

else

{

continue;

}

}

printf("----add the lock\n");

pthread_mutex_lock(&lock);/*互斥锁，相当于进入临界区*/ offr = file[r].f_offset;/*赋值读指针*/

offw = file[w].f_offset;/*赋值写指针*/

if(offr==offw)/*管道空，无内容可读*/

{