《操作系统》实验一 进程创建.doc

实验一 进程创建与撤消一、实验目的通过进程的创建、控制和通讯的设计达到下述目的：加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；进一步认识并发（共行）执行的概念，区别顺序执行和并发（共行）执行；分析进程争用临界资源的现象，学习解决进程互斥的方法.二、实验要求实现进程控制中的进程创建和进程撤消的功能，使系统能正常工作，并支持内存中的多个用户进程依次调度执行。三、实验内容1、数据结构进程控制块 pcb 和进程队列结构1)进程控制块pcb定义my.h 中定义了pcb结构。该结构中各符号的意义说明如下:struct pcbint id /*进程id号*/name10; /*进程符号名*/regx reg; /*进程现场保护区*/priority; /*进程优先级*/status; /*进程状态指针*/next;/*进程当前队列链接字*/all_q_next;/*总链队列链接字*/pcbanum4;2）进程现场保护区regx定义typedef strust regist int flag;1nt ax;int bx;int cx;int dx;int si;int di;int bp;int ds;1nt es;lnt sp;int SS;int ip;int cs;regx;2、算法1）进程的创建创建一个指名进程，调用格式为：pcbcreat(name);该调用的入口是一个字符指针，指向创建进程符号名字符串，出口是创建进程pcb的地址，它由一个全程变量pcb_addr指向创建进程pcb的首址。创建一个进程的主要工作是找一个空的pcb结构(即id=-1的pcb结构),然后根据系统进程和用户进程的不同填写pcb的信息。用户进程的id为pcb结构数组中的序号,状态为ready“。其优先级在prio的基础上变化。而系统进程的id应设置为一个特殊值(例如100),其状态为system,优先级定为0。有关pcb现场保护区的信息,因为调用pcbcreat之前已对进程进行了初始化工作,且初始信息都已送到内存r区,所以在pcbcreat中设置pcb现场信息只需将r区的内容送pcb的reg区即可。其功能描述如下：进程创建算法算法pcbcreat输入：指向创建进程符号名的指针输出：指向创建进程pcb首址的指针（全程变量pcb_addr）在 pcb 总链队列中查找同名进程 ;if(有同名进程)显示出错信息;exit();在pcb池中找一个空的pcb结构;if(无空pcb)显示出错信息;exit();pcb_addr指向找到的pcb结构首址;if(是系统进程) 设置系统进程pcb信息;else设置用户进程pcb信息;将r区内容送新创建进程pcb的reg区;新创建进程入总链队列;if(是用户进程)插入到就绪队列;创建流程如下：入口 查pcb总链有同名？向pcb 资源池申请一个空的pcb结构有pcb?将入口信息填入pcb相应项将pcb入就绪队列和总链队列返回2）进程撤消 kill进程撤消功能由 kill()完成。其功能就是从总链队列中摘下此pcb结构,并将该pcb中的id置为-1,然后转进程调度程序。3）查找同名进程searchsearch函数的功能是在pcb总链上查找同名进程,若有同名进程存在,则返回的指针值为找到的pcb地址,否则指针值为空。此函数定义如下:struet pcb far *search(name)char *name.说明：该函数的返回值为指向 pcb 结构的指针。四示例（1）用4个基本系统调用实现进程的创建、执行和自我终止：fork()。创建一个子进程。用它创建的子进程是fork调用者进程（即父进程）的复制品，即进程映象。除了进程标识数以及与进程特性有关的一些参数外，其它与父进程相同，与父进程共享文本段和打开的文件，并都受进程调度程序的调度。如果创建进程失败，则fork()返回值为-1：若创建进程成功，则从父进程返回值是子进程号，从子进程返回的值是0，返回值在R0。m=fork()。wait()。父进程处于阻塞（或等待）状态，等待子进程执行完成终止后继续工作。其返回值R0为等待子进程的子进程号。n=wait()。exit()。子进程自我终止，释放所占资源，通知父进程可以删除自己。此时它的状态变成P_state=SZOMB。getpid()。获得进程的标识数（进程号），一般是正整数。P=getpid()。编程示例：例1. 编写一个程序，父进程生成一个子进程，父进程等待子进程wait()，子进程执行完成后自我终止exit()，并唤醒父进程。父、子进程执行时打印有关信息。main() int i,j,k;if (i=fork() /非零值 j=wait();printf(“Parent process!n”);printf(“i=%d k=%dn,i,k);elsek=getpid();printf(“Child process!n”);printf(“i=%d k=%dn,i,k);五、实验题1、编写一个程序，实现进程的“软中断”通信。使用系统调用fork()创建2个子进程，再使用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Del键），在捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill()向2个子进程发信号，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 3 is killed by parent !父进程等待2个子进程都终止后，输出如下信息后终止：Parent process is killed !2、编写一段程序，实现进程的管道通信。使用系统调用pipe()建立一条子管道线，2个子进程分别循环向这条管道写一句话：child1 is sending a message! Child2 is sending a message!而父进程则循环从管道中读出信息，显示在屏幕上。 3、编写一个程序，用系统调用fork()创建2个子进程。让每个进程输出一句话。并利用系统调用locking在各进程执行时控制加锁。观察程序执行时屏幕上出现的现象，并说明