linux操作系统实验五

linux操作系统实验五
实验五进程管理子系统——进程控制
实验类别：设计型实验时数：6学时
开课单位：计算机学院
实验地点：健翔校区计算中心
一、实验目的
◆掌握进程的概念，深入理解进程的含义。

认识并理解并发环境中进程执
行的实质问题，了解构成并发机制的进程创建过程。

能够使用系统调用完成进程创建，形成多个进程并发的环境。

◆了解在进程创建后通过对进程控制的系统调用，可实现对进程的有效控
制。

掌握在进程执行中对进程进行睡眠、同步、撤销等控制方法。

◆进一步认识并发执行的实质，分析进程竞争资源的现象，学习解决进程
互斥的方法。

二、实验环境
操作系统：任何Unix/Linux及Sun Solaris 或windows 系列
应用系统：gcc编译器。

若OS为windows系列，则还需相应的模拟环境
三、预备知识
1、L INUX系统中进程的含义
在LINUX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。

进程是并发环境中的实体，每个进程用一个task_struct的数据结构来表示，用来管理系统中的进程，因而task_struct就是LINUX系统中的PCB。

另外，系统内核中还有一个task向量表，是指向系统中每一个task_struct数据结构的指针的数组，因而task向量表就是LINUX系统中的PCB表。

2、L INUX中的进程创建
除了init进程外，LINUX中的所有进程都是由其他进程创建的。

LINUX 中提供了系统调用fork和clone，可被进程用来创建子进程。

但系统调用fork 和clone其实都是调用内核函数do_fork()，通过克隆当前进程来创建子进程的。

四、实验内容
本实验要求在LINUX/UNIX环境下用C语言编写三个多进程并发执行的程序，基本涉及了LINUX/UNIX进程管理子系统中较为常用的有关进程控制的系统调用。

实验内容如下：
(1)使用fork()系统调用创建进程，使父、子进程分别运行不同的代码（要
求子进程在父进程之前运行）：
子进程：①以长格式显示当前目录的情况；②分屏显示file1的内容。

父进程：①对1—100之间的自然数求和；②分屏显示file2的内容。

程序可能涉及到的系统调用：fork(), exec(), wait()
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h> #include <unistd.h>
#include <sys/wait.h> int main()
{
int p1,p2;
int i,n=0;
2
p1 = fork();
if(p1 == 0)
{
//system("more -dc file1"); execl("/bin/ls","ls","-l",0);
exit(1);
}
else if(p1 > 0)
{
wait(NULL);
//system("more -dc file2");
p2 = fork();
if(p2 == 0)
{
execl("/bin/cat","cat","file1",0); }
else if(p2 > 0)
{
wait(NULL);
3
for(i = 1 ; i <= 100 ; i++)
{
n = n + i ;
}
printf("the add of 1-100 is:%d\n",n);
execl("/bin/cat","cat","file2",0);
exit(1);
}
}
else
printf("fork failed.\n");
return 0;
}
(2)编程实现三个进程的并发执行（即父进程同其分别创建的两个子进程同
时运行），此程序运行使系统中有三个活动进程存在。

控制让每个进程在屏幕上显示一个字符串（为了便于理解，可以是有意义的一句话）。

比如子进程显示”daughter…”及”son…”，父进程显示”parent…”。

试观察屏幕上的显示结果，并对输出结果进行分析。

程序可能涉及到的系统调用及函数：fork(), printf()
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#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
int p1,p2;
p1 = fork();
if(p1 == 0)
{
printf("子进程:son\n"); }
else if(p1 > 0)
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{
p2 = fork();
if(p2 == 0)
{
printf("子进程:daughter\n");
}
else if(p2 > 0)
{
printf("父进程:parent\n");
}
}
else
printf("fork failed.\n");
return 0;
}
(3)编程实现并发执行的父子进程通过管道实现通信。

要求父进程通过读标
准输入，将读入的内容写入管道；子进程通过读管道，将读取的内容写到标准输出。

程序可能涉及到的系统调用及函数：fork()，pipe()，read()，write()，close()
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#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//char parent[]="A message to pipe'communication.\n";
int main()
{
int pid,fd[2];
char buf[100];
char parent[100];
pipe(fd);
pid=fork();
read(STDIN_FILENO,parent,100);
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if(pid > 0)
{
close(fd[0]);
printf("parent process sends a message to child.\n");
write(fd[1],parent,sizeof(parent));
close(fd[1]);
printf("parent process waits the child to terminate.\n");
wait(0);
printf("parent process terminate.\n");
}
else if(pid == 0)
{
close(fd[1]);
read(fd[0],buf,100);
printf("The message read by child process from parent is:%s\n ",buf);
close(fd[0]);
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printf("child process terminate.\n"); }
else
printf("fork failed.\n");
return 0;
}
9。