操作系统实践报告 多进程题目
: 实现shell程序，要求具备如下功能 支持命令参数
$ echo arg1 arg2 arg3 $ ls /bin /usr/bin /home 实现内置命令cd、pwd、exit $ cd /bin $ pwd /bin 思路：
说明：首先设置一个死循环模仿shell终端，读取用户的输入，并且根据空格将输入拆分成字符串数组，然后调用excute这个子函数进行处理。
1.echo
根据数组第一个元素来判断命令是什么，判断出是ehco后，fork一个新的进程，将其后的内容
一个个输出出来，并且父进程等待子进程退出后再执行，确保输出在屏幕上时不被打断。
2.ls
3.读取用户输入并且根据拆分的数组判断出是ls命令后，fork一个新的进程，调用execlp函数将
/bin/ls下的ls程序装入子进程并将拆分的数组参数部分传递给ls即可，同样的，父进程等待子进程退出，确保输出在屏幕上不被打断。
4.cd
5.同样是根据输入并拆分成数组后判断出是cd命令后，fork一个新的进程，然后调用chdir并将拆
分数组的参数部分传递给chdir作为实参即可。
6.pwd
同样是根据输入并拆分成数组后判断出是pwd命令后，fork一个新的进程，然后调用
system(\"pwd\")即可，此命令也可以用来验证上面的cd命令是否正确执行。
7.exit
8.根据用户输入逼格拆分的数组判断出是exit命令后，excute子函数返回-1，在循环中检测excute
的返回值，如果是-1则直接return，退出模仿的shell终端。 : 实现shell程序，要求在第1版的基础上，添加如下功能 实现文件重定向 $ echo hello >log $ cat log Hello 思路：
接的描述，若判断出是echo命令后，要再次判断拆分的字符串数组中有无“>”出现，如果
有，则把“>”之前、echo之后的内容作为输出，把“>”之后到“>”之后的第一个空白字符作为文件名，fopen创建文件并fwrite将输出内容输出到该文件中，并关闭文件。
和的源代码： #include <> #include <> #include <> #include <> #include #include #include <> #define LEN 256 #define WIDTH 256
#define HEIGHT 10
void split(char source[],char dest[HEIGHT][WIDTH]) { char *p;
p=strsep(&source,\" \"); int i=0;
for(i=0;p[i]!='\\0';i++){ dest[0][i]=p[i]; }
dest[0][i]='\\0'; int j=1; while(p){
p=strsep(&source,\" \"); if(p){
for(i=0;p[i]!='\\0';i++){ dest[j][i]=p[i]; }
dest[j][i]='\\0'; j++; } } }
int execute(char comm[HEIGHT][WIDTH]) {
if(strcmp(comm[0],\"echo\")==0){ int pid=fork(); if(pid==0){ int i=0; int is=0;
for(i=1;comm[i][0]!='\\0';i++){
if(comm[i][0]=='>'){ is=1; break; } }
if(is==1){ puts(comm[i+1]);
FILE *fp=fopen(comm[i+1],\"w+\"); int j=0;
for(j=1;j fwrite(comm[j],strlen(comm[j]),1,fp); } fclose(fp); }else{ int j=0; for(j=1;comm[j][0]!='\\0';j++){ printf(\"%s\printf(\" \"); } printf(\"\\n\"); } }else{ int status; wait(&status); } }else if(strcmp(comm[0],\"ls\")==0){ int pid=fork(); if(pid==0){ if(comm[1][0]=='\\0'){ execlp(\"/bin/ls\}else{ execlp(\"/bin/ls\} }else{ int status; wait(&status); } }else if(strcmp(comm[0],\"cd\")==0){ int pid=fork(); if(pid==0){ chdir(comm[1]); }else{ int status; wait(&status); } }else if(strcmp(comm[0],\"pwd\")==0){ int pid=fork(); if(pid==0){ system(\"pwd\"); }else{ int status; wait(&status); } }else if(strcmp(comm[0],\"exit\")==0){ return -1; } return 1; } int main() { while(1){ char command[LEN]; char splitArray[HEIGHT][WIDTH]={{'\\0'}}; printf(\"%s\gets(command); split(command,splitArray); int i=0; if(-1==execute(splitArray)){ return 0; } } } : 实现shell程序，要求在第2版的基础上，添加如下功能 实现管道 $ cat /etc/passwd | wc -l 实现管道和文件重定向 $ cat 3 2 1 3 2 1 $ cat < | sort | uniq | cat > $ cat 1 2 3 思路： 首先读取用户输入，以“|”为分隔符将输入分割成字符串数组，然后在一个while循环中依次执行下面的动作：代码中通过pipe()函数来创建管道，创建之后父进程和子进程一个只能向管道写内容，一个只能向管道读内容。然后利用dup()函数来把进程的输入流或者输出流重定向到管道里，这样就能实现管道的操作。实现的时候注意可以使用多个“|”来迭代进行管道操作，需要使用一个循环来处 理。用system执行每一条命令，同时还要注意最后一个操作的输出流是标准输出（即屏幕），不需要重定向到管道里，需要特殊处理一下。 源代码： #include <> #include <> #include <> #include <> #include #include #include <> #define LEN 256 #define WIDTH 256 #define HEIGHT 10 void split(char source[],char dest[HEIGHT][WIDTH]) { char *p; p=strsep(&source,\"|\"); int i=0; for(i=0;p[i]!='\\0';i++){ dest[0][i]=p[i]; } dest[0][i]='\\0'; while(p){ p=strsep(&source,\"|\"); if(p){ for(i=0;p[i]!='\\0';i++){ dest[j][i]=p[i]; } dest[j][i]='\\0'; j++; } } } main(){ char command[LEN]; char splitArray[HEIGHT][WIDTH]={{'\\0'}}; printf(\"%s\gets(command); split(command,splitArray); int i=0; for(i=0;splitArray[i][0]!='\\0';i++){ puts(splitArray[i]); } int p[2]; int j=0; for(j=0;splitArray[j+1][0]!='\\0';j++){ if (fork() == 0) { . = PI/4 主线程创建1个辅助线程 主线程计算级数的前半部分 辅助线程计算级数的后半部分 主线程等待辅助线程运行結束后,将前半部分和后半部分相加 思路： 计算公式前1000项，主线程计算前5000项，子线程计算后5000项，主进程等待子进程结束，通过pthread_join(sub,(void **)&result);的result参数获取子进程计算结果再相加即可。 源代码： #include<> #include<> #include<> #include<> #define LEN 10000 struct result{ float sum; }; void *subThread(){ int i; float j; struct result *result; float sum1=0,sum2=0,sum=0; for(i=LEN/2+1;i<=LEN;i++){ j=i; if(i%2==0){ sum1+=1/(2*j-1); } tart=0; myparams[0].end=0; for(i=1;i<=thread_num-1;i++){ struct param *myparam; myparam=&myparams[i]; myparam->start=myparams[i-1].end+1; myparam->end=myparams[i].start+(LEN/thread_num)-1; pthread_create(&workers[i-1],NULL,compute,myparam); } myparams[thread_num].start=myparams[thread_num-1].end+1; myparams[thread_num].end=LEN; pthread_create(&workers[thread_num-1],NULL,compute,&myparams[thread_num]); int j; float sum=0; for(j=0;j pthread_join(workers[j],(void **)&myresult); sum+=myresult->sum; free(myresult); } printf(\"%f\\n\return 0； } : 多线程排序 主线程创建一个辅助线程 主线程使用选择排序算法对数组的前半部分排序 辅助线程使用选择排序算法对数组的后半部分排序 主线程等待辅助线程运行結束后,使用归并排序算法归并数组的前半部分和后半部分 思路： 主线程排序数组的前半部分，辅助线程排序后半部分，pthread_create(&worker_id,NULL,&sort,&pa); 中pa传递的是数组的首地址，主线程等辅助线程结束后，再调用merge将数组合并为有序。 源代码： #include<> #include<> #include<> #include<> #define LEN 10 int array[LEN]={0,3,8,6,2,9,5,4,1,7}; struct param{ int *arr; }; void *sort(void *arg){ struct param *mypa; mypa=(struct param *)arg; int i=0; int j=0; int min=0; int temp=0; for(i=LEN/2;i for(j=i;j if(mypa->arr[min]>mypa->arr[j])min=j; } temp=mypa->arr[min]; mypa->arr[min]=mypa->arr[i]; mypa->arr[i]=temp; } } void merge(){ int i=0; int a[LEN/2]; int b[LEN/2]; for(i=0;i<=\"\" p=\"\"> a[i]=array[i]; b[i]=array[i+LEN/2]; } /* for(i=0;i<=\"\" p=\"\"> printf(\"%d\\n\}*/ int tm=0; int ti=0,tj=0; while(ti<=\"\" p=\"\"> if(a[ti] array[tm]=b[tj]; tj++; } tm++; } } int main() { struct param pa; =array; int ti=0,tj=0,tmin=0; for(ti=0;ti<=\"\" p=\"\"> tmin=ti; for(tj=ti;tj<=\"\" p=\"\"> if(array[tmin]>array[tj])tmin=tj; } int temp=array[tmin]; array[tmin]=array[ti]; array[ti]=temp; } pthread_t worker_id; pthread_create(&worker_id,NULL,&sort,&pa); pthread_join(worker_id,NULL); merge(); int i=0; for(i=0;i : 使用条件变量解决生产者、计算者、消费者问题 系统中有3个线程：生产者、计算者、消费者 系统中有2个容量为4的缓冲区：buffer1、buffer2 生产者生产'a'、'b'、'c'、‘d'、'e'、'f'、'g'、'h'八个字符，放入到buffer1 计算者从buffer1取出字符，将小写字符转换为大写字符，放入到buffer2 消费者从buffer2取出字符，将其打印到屏幕上 思路： 类似于生产者和消费者，在问题中，生产者、计算者相对应buffer1是生产者、消费者，二者互斥的进入buffer1，并且当buffer1满时，生产者等待，当buffer1空时，且计算值要从中取数据时，计算者等待。同理，计算者、消费者相对应buffer2是生产者和消费者，二者互斥的进入buffer2，当buffer2满时，且计算者要向其中放入数据时，计算者应等待，当buffer2空时，消费者应等待。 源代码： #include <> #include <> #define CAPACITY 4 int buffer1[CAPACITY]; int buffer2[CAPACITY]; int in1; int out1; int in2; int out2; int buffer2_is_empty() { return in2 == out2; } int buffer2_is_full() { return (in2 + 1) % CAPACITY == out2; } int buffer1_is_empty() { return in1 == out1; } int buffer1_is_full() { return (in1 + 1) % CAPACITY == out1; } int get_item() { int item; item = buffer2[out2]; out2 = (out2 + 1) % CAPACITY; return item; } void put_item(int item) { buffer1[in1] = item; in1 = (in1 + 1) % CAPACITY; } int cal_get_item()
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