操作系统实验二(进程管理)

操作系统进程管理实验
实验题目：
（1）进程的创建编写一段程序，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：父进程显示字符“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）进程的控制修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。

（3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。

要求：使用系统调用fork( )创建两个子进程，再用系统调用signal( )让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Del键）；当捕捉到中断信号后，父进程调用系统调用kill( )向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止： Child process 1 is killed by parent! Child process 2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止： Parent process is killed! 在上面的程序中增加语句signal(SIGINT, SIG_IGN)和signal(SIGQUIT, SIG_IGN)，观察执行结果，并分析原因。

（4）进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管道通信。

使用系统调用pipe( )建立一条管道线；两个进程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! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。

要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。

实验源程序及报告：
（1）、进程的创建
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int pid1,pid2; /*fork first child process*/
if ( ( pid1=fork() ) < 0 )
{
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
if ( ( pid1=fork() ) == 0 )
{
printf( "b\n" );
}
/*fork second child process*/
if ( ( pid2=fork() ) < 0 )
{
printf( "ProcessCreate Failed!"); exit(-1);
}
if ( ( pid2=fork() ) == 0 )
{
printf( "c\n" );
}
/*parent process*/
else
{
wait(NULL);
printf( "a\n" );
exit(0);
}
return 0;
}
（2）、进程的控制
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{ int pid1,pid2;
/*fork first child process*/
if ( ( pid1=fork() ) < 0 )
{
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
if ( ( pid1=fork() ) == 0 )
{
printf( "This is my Unix OS program!\n" ); }
/*fork second child process*/
if ( ( pid2=fork() ) < 0 )
{
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
if ( ( pid2=fork() ) == 0 )
{
printf( "This is the second Child process!\n" ); }
/*parent process*/
else
{
wait(NULL);
printf( "This is the Parent process\n" );
exit(0);
}
return 0;
}
（3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int wait_flag; void stop( );
main( )
{
int pid1, pid2; signal(3, stop);
while ((pid1 = fork( )) == -1);
if ( (pid1 = fork() ) > 0)
{
while ((pid2 = fork( )) == -1);
if (( pid2 = fork()) > 0 )
{
wait_flag = 1; signal(SIGINT, stop);
sleep(5);
kill(pid1, 16);
kill(pid2,17);
wait(0);
wait(0);
printf("\n Parent process is killed.\n");
exit(0);
}
else
{
wait_flag = 1;
signal(17, stop);
printf("\n Child process 2 is killed by parent.\n");
exit(0);
}
}
else
{
wait_flag = 1; signal(16, stop);
printf("\n Child process 1 is killed by parent.\n");
exit(0);
}
}
void stop( )
{
wait_flag = 0;
}
（4）进程的管道通信
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
int pid1,pid2;
int main()
{
int fd[2];
char OutPipe[100], InPipe[100];
pipe(fd);
while((pid1 = fork()) == -1);
if( pid1 == 0)
{
lockf( fd[1], 1, 0 );
sprintf(OutPipe, "\n Child process 1 is sending message!\n");
write( fd[1], OutPipe, 50);
sleep(5);
lockf(fd[1], 0 , 0);
exit(0);
}
else
{
while((pid2 = fork()) == -1);
if( pid2 == 0)
{
lockf( fd[1], 1, 0 );
sprintf(OutPipe, "\n Child process 2 is sending message!\n");
write( fd[1], OutPipe, 50);
sleep(3);
lockf(fd[1], 0 , 0);
exit(0);
}
else
{
wait(0);
read(fd[0], InPipe, 50); printf("%s\n", InPipe);
wait(0);
read(fd[0], InPipe, 50);
printf("%s\n", InPipe);
exit(0);
}
}
return 0;
}
三、程序注释：
（1）进程的创建
源代码：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int pid1,pid2;
/*调用fork函数创建进程1*/
if ( ( pid1=fork() ) < 0 )
{ /*fork()返回值为负数，则创建进程失败*/
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
/**
/*fork()返回值为0，则创建子进程成功且当前进程为子进程
**/
if ( ( pid1=fork() ) == 0 )
{
printf( "b\n" ); //子进程1输出’b’;
}
/**
/*创建子进程2
***/
if ( ( pid2=fork() ) < 0 ) /*fork()返回值为负数，则创建进程失败*/ {
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
/**
/*fork()返回值为0，则创建子进程成功且当前进程为子进程
**/
if ( ( pid2=fork() ) == 0 )
{
printf( "c\n" ); //子进程2输出’c’; }
/*fork()返回值大于0,则当前进程为父进程*/
else
{
wait(NULL);
printf( "a\n" ); //父进程输出’a’; exit(0);
}
return 0;
}
（2）进程的控制
源代码：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int pid1,pid2;
/*调用fork函数创建进程1*/
if ( ( pid1=fork() ) < 0 )
{ /*fork()返回值为负数，则创建进程失败*/
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
/**
/*fork()返回值为0，则创建子进程成功且当前进程为子进程
**/
if ( ( pid1=fork() ) == 0 )
{
printf( "This is my Unix OS program!\n" ); //子进程1输出句子; }
/**
/*创建子进程2
***/
if ( ( pid2=fork() ) < 0 ) /*fork()返回值为负数，则创建进程失败*/
{
printf( "ProcessCreate Failed!");
exit(-1);
}
/**
/*fork()返回值为0，则创建子进程成功且当前进程为子进程
**/
if ( ( pid2=fork() ) == 0 )
{
printf( "This is the second Child process!\n" ); //子进程2输出句子； }
/*fork()返回值大于0,则当前进程为父进程*/
else
{
wait(NULL);
printf( "This is the Parent process\n" ); //父进程输出句子;
exit(0);
}
return 0;
}
（3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。

源代码：（软中断用Ctrl+ | 实现）
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int wait_flag;
void stop( ); //stop()是自己定义的Signal()触发的自定义函数
main( )
{
int pid1, pid2; //定义两个进程号参数
signal(3, stop); //Signal()触发软中断
while ((pid1 = fork( )) == -1); //程序等待成功创建子进程事件的发生
if ( (pid1 = fork() ) > 0)
{
while ((pid2 = fork( )) == -1);
if (( pid2 = fork()) > 0 )
{ /*当前进程为父进程，父进程发出两个软中断信号Kill子进程*/
wait_flag = 1;
signal(SIGINT, stop);
sleep(5);
kill(pid1, 16);
kill(pid2,17);
wait(0); //等待子进程死信号
wait(0);
printf("\n Parent process is killed.\n"); //接收到子进程死信号后，杀死父进程
exit(0);
}
else
{ /**
/*当前进程为子进程，则发送子进程Kill信号，杀死该子进程2
**/
wait_flag = 1;
signal(17, stop);
printf("\n Child process 2 is killed by parent.\n");
exit(0);
}
}
else { /**
/*当前进程为子进程，则发送子进程Kill信号，杀死该子进程1
**/
wait_flag = 1;
signal(16, stop);
printf("\n Child process 1 is killed by parent.\n"); exit(0);
}
}
void stop( )
{ /**
/*自定义函数，供signal()调用
**/
wait_flag = 0;
}
（4）进程的管道通信
源代码：
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
int pid1,pid2; //定义两个进程号参数
int main()
{
int fd[2]; /*定义一个数组作为sys_pipe()的参数*/ char OutPipe[100], InPipe[100];
pipe(fd); /*调用sys_pipe()创建管道线*/
while((pid1 = fork()) == -1);
if( pid1 == 0)
{ /**
/**根据sys_pipe()函数的定义fd[1]用于向管道写数据
*/
lockf( fd[1], 1, 0 ); /*锁定管道写入端fd[1]*/
/*进程1向管道写入要输出的句子*/
sprintf(OutPipe, "\n Child process 1 is sending message!\n");
write( fd[1], OutPipe, 50);
sleep(5);
lockf(fd[1], 0 , 0);
exit(0);
}
else
{
while((pid2 = fork()) == -1);
if( pid2 == 0)
{
lockf( fd[1], 1, 0 ); /*锁定管道写入端fd[1]*/
/*进程2向管道写入要输出的句子*/
sprintf(OutPipe, "\n Child process 2 is sending message!\n"); write( fd[1], OutPipe, 50); /*调用pipe_write()函数写管道*/ sleep(3);
lockf(fd[1], 0 , 0);
exit(0);
}
else
{
wait(0);
read(fd[0], InPipe, 50); /*调用pipe_read()函数读管道*/ printf("%s\n", InPipe);
wait(0);
read(fd[0], InPipe, 50); /*调用pipe_read()函数读管道*/ printf("%s\n", InPipe);
exit(0);
}
}
return 0;
}
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