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《操作系统》实验讲义二 实验二 进程的控制 一．实验目的 1．熟悉和理解进程和进程树的概念，掌握有关进程的管理机制 2 ．通过进程的创建、撤销和运行加深对进程并发执行的理解 3 ．明确进程与程序、并行与串行执行的区别 4 ．掌握用C 程序实现进程控制的方法 二．实验工具与设备 已安装Linux 操作系统的计算机。 三．实验预备内容 1．阅读Linux 的sched.h 源代码文件，加深对进程管理概念的理解 2 ．阅读Linux 的fork.c 源代码文件，分析进程的创建过程 四．实验内容 1．了解系统调用fork( ), exec 系列函数，exit( ), wait( )的功能和实现过程 （1）进程的创建 用户在使用Linux 系统的时候，每次在终端下面输入一行命令，就由shell 进程接收这个命令并 创建一个新的进程，这个新的进程还可以通过fork()系统调用，继续创建自己的子进程。系统中的多 个进程构成一棵进程树。实际上，在Linux 系统启动时，最早产生的进程是idle 进程，其pid 号为0， 该进程会创建一个内核线程，该线程进行一系列初始化动作后最终会执行/sbin/init 文件，执行该文 件的结果是运行模式从核心态切换到用户态，该线程演变成了用户进程init，pid 为1。init 进程是一 个非常重要的进程，一切用户态进程都是它的后代进程。 a. 派生进程 #includeunistd.h pid_t fork(void); pid_t vfork(void); 调用fork 时，系统将创建一个与当前进程相同的新进程，其与原有进程具有相同的数据、连接 关系和在程序同一处执行的连续性。原进程称为父进程，新生进程称为子进程。子进程是父进程的 一个拷贝，子进程获得同父进程相同的数据，但是同父进程使用不同的数据段和堆栈段。子进程被 创建以后，处于可运行状态，与父进程以及系统中的其他进程平等地参与系统调度。 fork 调用将执行两次返回，即分别从父进程和子进程分别返回，即子进程一旦创建就绪，就与 父进程一样被平等地调度执行。因此，从fork 返回以后，不能确切知道执行哪一个进程。从父进程 返回时，返回值（0 ）为子进程的进程标识号 PID ；而从子进程返回时，返回值为 0，并且返回都 将执行fork 之后的语句。调用出错时返回值为-1，并将errno 置为相应值。 调用vfork 的作用与fork 基本相同，但vfork 并不完全拷贝父进程的数据段，而是和父进程共享 数据段。调用执行vfork 函数返回之前，父进程被阻塞，子进程先运行，直到从vfork 调用返回。然 后，子进程继续执行，可以调用exec 执行新的进程，或调用exit 结束其运行。此后，父进程才被唤 醒，与子进程平等地被系统调度。因此，如果子进程在调用exec 之前等待父进程，由于父进程因为 执行vfork 被阻塞，会造成死锁。 《操作系统》实验讲义二 2 函数vfork 的主要用途是创建子进程以后，由子进程调用exec 函数启动其他进程，使新启动的 其他进程以该子进程的进程标识号身份执行，但拥有自己的程序段和数据区。 例2.1： #includesys/types.h n=5; #includestdio.h for(;n0;n--) #includeunistd.h { puts(message); sleep(1);} int main() break; { default: pid_t pid; char *message; int n;