OS实验指导书

实验一UNIX/LINUIX入门实验学时：2学时实验类型：验证型一、实验目的了解UNIX/LINUX运行环境，熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令，熟悉和掌握UNIX/LINUX下c语言程序的编写、编译、调试和运行方法。

二、实验内容●熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令如ls、who、pwd、ps等。

●练习UNIX/LINUX的文本行编辑器vi的使用方法●熟悉UNIX/LINUX下c语言编译器cc/gcc的使用方法。

用vi编写一个简单的显示“Hello,World!”c语言程序，用gcc编译并观察编译后的结果，然后运行它。

三、实验要求按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。

四、L inux 常用命令Linux 系统常用命令格式：其中option以“-”开始，多个option可用一个“-”连起来，如“ls -l -a” 与“ls -la”的效果是一样的。

根据命令的不同，参数分为可选的或必须的；所有的命令从标准输入接受输入，输出结果显示在标准输出，而错误信息则显示在标准错误输出设备。

可使用重定向功能对这些设备进行重定向。

命令在正常执行结果后返回一个0值，如果命令出错可未完全完成，则返回一个非零值(在shell中可用变量$?查看)。

在shell script中可用此返回值作为控制逻辑的一部分。

帮助命令:例如：info info 可以获取如何使用info的详细信息。

磁盘操作：系统操作:网络通信：文件操作：实验二进程管理实验学时：2学时实验类型：验证型、设计型一、实验目的加深对进程概念的理解，明确进程与程序的区别；进一步认识并发执行的实质。

二、实验内容（1）进程创建编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。

当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。

让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示“a“；子进程分别显示字符”b“和字符“c”。

试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

（2）进程控制修改已编写的程序，将每一个进程输出一个字符改为每一个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。

（3）进程的管道通信编写程序实现进程的管道通信。

使用系统调用pipe()建立一个管道，二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：Child 1 is sending a message!Child 2 is sending a message!父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收P1，再接收P2）。

三、实验要求按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。

四、实验报告要求●实验目的●实验内容●实验要求●实验设计（功能设计、数据结构、程序框图）●实验结果及分析●运行结果●感想●参考资料五、补充材料管道是进程间通信中最古老的方式，它包括无名管道和有名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者用于运行于同一台机器上的任意两个进程间的通信。

无名管道由pipe（）函数创建：#include <unistd.h>int pipe(int filedis[2])；参数filedis返回两个文件描述符：filedes[0]为读而打开，filedes[1]为写而打开。

filedes[1]的输出是filedes[0]的输入。

下面的例子示范了如何在父进程和子进程间实现通信。

#define INPUT 0#define OUTPUT 1void main() {int file_descriptors[2];/*定义子进程号*/pid_t pid;char buf[256];int returned_count; a/*创建无名管道*/pipe(file_descriptors);/*创建子进程*/if((pid = fork()) == -1) {printf("Error in fork\n");exit(1);}/*执行子进程*/if(pid == 0) {printf("in the spawned (child) process...\n");/*子进程向父进程写数据，关闭管道的读端*/close(file_descriptors[INPUT]);write(file_descriptors[OUTPUT], "test data", strlen("test data"));exit(0);} else {/*执行父进程*/printf("in the spawning (parent) process...\n");/*父进程从管道读取子进程写的数据，关闭管道的写端*/close(file_descriptors[OUTPUT]);returned_count = read(file_descriptors[INPUT], buf, sizeof(buf));printf("%d bytes of data received from spawned process: %s\n", returned_count, buf);}}实验三一个进程启动另一个程序的执行实验学时：2学时实验类型：设计一、实验目的编写Linux环境下，fork()与exec()的结合使用实现一个进程启动另一个程序的执行的基本方法，掌握exec()的几种调用方法。

二、实验内容父进程从终端读取要执行的命令，并交给子进程执行。

父进程等待子进程结束，并打印子进程的返回值。

提示：从终端读取要执行的命令可用fgets()实现。

三、实验要求按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。

四、实验报告要求●实验目的●实验内容●实验要求●实验设计（功能设计、数据结构、程序框图）●实验结果及分析●运行结果●感想●参考资料五、补充材料一个进程如何来启动另一个程序的执行？在Linux中要使用exec()类的函数实现在一个进程来启动另一个程序。

exec类的函数不止一个，但大致相同，在Linux中，它们分别是：execl，execlp，execle，execv，execve 和execvp，下面以execlp为例，其它函数究竟与execlp有何区别，请通过manexec命令来了解它们的具体情况。

一个进程一旦调用exec类函数，它本身就“死亡”了，系统把代码段替换成新的程序的代码，废弃原有的数据段和堆栈段，并为新程序分配新的数据段与堆栈段，唯一留下的，就是进程号，也就是说，对系统而言，还是同一个进程，不过已经是另一个程序了。

如果你的程序想启动另一程序的执行但自己仍想继续运行的话，怎么办呢？那就是结合fork与exec()的使用。

下面一段代码显示如何启动运行其它程序：#include <stdio.h>char command[256];int main(){int rtn; /*子进程的返回数值*/int errorno;while(1) {/* 从终端读取要执行的命令*/printf( ">" );fgets( command, 256, stdin );command[strlen(command)-1] = 0;if ( fork() == 0 ) {/* 子进程执行此命令*/errorno=execlp(command, command, NULL, NULL);/* 如果exec函数返回，表明没有正常执行命令，打印错误信息*/perror( command );exit(errorno);}else {/* 父进程，等待子进程结束，并打印子进程的返回值*/wait ( &rtn );printf( " child process return %d\n", rtn );}}return 0;}表1 exec()族调用相关函数fork，execle，execlp，execv，execve，execvp 表头文件#include<unistd.h>定义函数int execl(const char * path,const char * arg,....); 函数说明execl()用来执行参数path字符串所代表的文件路径，接下来的参数代表执行该文件时传递过去的argv(0)、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束。

返回值如果执行成功则函数不会返回，执行失败则直接返回-1，失败原因存于errno中。

范例#include<unistd.h>main(){execl(“/bin/ls”,”ls”,”-al”,”/etc/passwd”,(char* )0);}执行/*执行/bin/ls -al /etc/passwd */-rw-r--r-- 1 root root 705 Sep 3 13 :52/etc/passwd相关函数fork，execl，execle，execv，execve，execvp 表头文件#include<unistd.h>定义函数int execlp(const char * file,const char * arg,……)；函数说明execlp()会从PATH 环境变量所指的目录中查找符合参数file的文件名，找到后便执行该文件，然后将第二个以后的参数当做该文件的argv[0]、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束。

返回值如果执行成功则函数不会返回，执行失败则直接返回-1，失败原因存于errno 中。

错误代码参考execve()。

范例/* 执行ls -al /etc/passwd execlp()会依PATH 变量中的/bin找到/bin/ls */#include<unistd.h>main(){execlp(“ls”,”ls”,”-al”,”/etc/passwd”,(char*)0);}执行-rw-r--r-- 1 root root 705 Sep 3 13 :52 /etc/passwd相关函数fork，execl，execle，execlp，execve，execvp 表头文件#include<unistd.h>定义函数int execv (const char * path, char * const argv[ ]);函数说明execv()用来执行参数path字符串所代表的文件路径，与execl()不同的地方在于execve()只需两个参数，第二个参数利用数组指针来传递给执行文件。