操作系统实验总结

《操作系统》

实验总结

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1.1进程创建

UNIX中，进程既是一个独立拥有资源的基本单位，又是一个独立调度的基本单位。一个进程实体由若干个区（段）组成，包括程序区、数据区、栈区、共享存储区等。每个区又分为若干页，每个进程配置有唯一的进程控制块PCB，用于控制和管理进程。

在Linux中主要提供了fork、vfork、clone三个进程创建方法。在linux 源码中这三个调用的执行过程是执行fork(),vfork(),clone()时，通过一个系统调用表映射到sys_fork(),sys_vfork(),sys_clone(),再在这三个函数中去调用do_fork()去做具体的创建进程工作。本次实验我们只使用fork。

fork创建一个进程时，子进程只是完全复制父进程的资源，复制出来的子进程有自己的task_struct结构和pid,但却复制父进程其它所有的资源。新旧进程使用同一代码段,复制数据段和堆栈段，这里的复制采用了注明的copy_on_write技术，即一旦子进程开始运行，则新旧进程的地址空间已经分开，两者运行独立。

fork（）函数不需要参数，返回一个进程ID。返回值有三种情况：

（1）对于父进程，fork函数返回新的子进程的ID。

（2）对于子进程，fork函数返回0。

（3）如果出错，fork函数返回-1。

1.2 进程控制

进程控制主要有：

1.exec( )

系统调用exec( )系列，也可用于新程序的运行。exec( )系列可以将一个可执行的二进制文件覆盖在新进程的用户级上下文的存储空间上，以更改新进程的用户级上下文。exec( )系列中的系统调用都完成相同的功能，它们把一个新程序装入内存，来改变调用进程的执行代码，从而形成新进程。如果exec( )调用成功，调用进程将被覆盖，然后从新程序的入口开始执行，这样就产生了一个新进程，新进程的进程标识符id 与调用进程相同。

2.wait( )

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的

某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

3.exit( )

这个系统调用是用来终止一个进程的。无论在程序中的什么位置，只要执行到exit系统调用，进程就会停止剩下的所有操作，清除包括PCB在内的各种数据结构，并终止本进程的运行。

4.getpid( )

getpid的作用很简单，就是返回当前进程的进程ID。

#include

#include

main( )

{

int pid;

pid=fork( ); /*创建子进程*/

switch(pid)

{

case -1: /*创建失败*/

printf("fork fail!\n");

exit(1);

case 0: /*子进程*/

execl("/bin/ls","ls","-1","-color",NULL);

printf("exec fail!\n");

exit(1);

default: /*父进程*/

wait(NULL); /*同步*/

printf("ls completed !\n");

exit(0);

}

}

进程同步是指对多个相关进程在执行次序上进行协调，以使并发执行的主进程之间有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可在现行。首先程序在调用fork()机那里了一个子进程后，马上调用wait()，使父进程在子进程调用之前一直处于睡眠状态，这样就使子进程先运行，子进程运行exec()装入命令后，然后调用wait(0),使子进程和父进程并发执行，实现进程同步。

1.3 进程互斥

#include

#include

main()

{

int p1,p2,i;

while((p1=fork( ))= = -1); /*创建子进程p1*/

if (p1= =0)

{

lockf(1,1,0); /*加锁，这里第一个参数为stdout（标

准输出设备的描述符）*/

for(i=0;i<10;i++)

printf("daughter %d\n",i);

lockf(1,0,0); /*解锁*/

}

else

{

while((p2=fork( ))= =-1); /*创建子进程p2*/

if (p2= =0)

{

lockf(1,1,0); /*加锁*/

for(i=0;i<10;i++)

printf("son %d\n",i);

lockf(1,0,0); /*解锁*/

}

else

{

lockf(1,1,0); /*加锁*/

for(i=0;i<10;i++)

printf(" parent %d\n",i);

lockf(1,0,0); /*解锁*/

}

}

}

上述程序执行时，不同进程之间不存在共享临界资源（其中打印机的互斥性已由操作系统保证）问题，所以加锁与不加锁效果相同。

1.4 总结

进程管理相关命令：

Ps: ps命令是用来显示系统瞬间的进程信息，它可以显示出在用户输入ps 命令时系统的进程及进程的相关信息。

Kill: kill命令不但能杀死进程，同时也会杀死该进程的所有子进程。

Nice: 指定程序的运行优先级。

Renice：改变一个正在运行的进程的优先级。