操作系统实验--进程的创建heu

操作系统操作系统 实实 验验 报报 告告 课程名称课程名称操作系统实验操作系统实验课程编号课程编号0906553 实验项目名称实验项目名称进程的创建 学号学号年级年级 姓名姓名专业专业 学生所在学院学生所在学院指导教师指导教师 实验室名称地点实验室名称地点 哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 1 第三讲第三讲 进程的创建进程的创建 一 实验概述 1 实验名称 进程的创建 2 实验目的 1 练习使用EOS API函数CreateProcess创建一个进程 掌握创建进程的方法 理解进 程和程序的区别 2 调试跟踪CreateProcess函数的执行过程 了解进程的创建过程 理解进 程是资源分配的单位 3 实验类型 验证型实验 4 实验内容 1 准备实验 2 练习使用控制台命令创建 EOS 应用程序的进程 3 练习通过编程的方式让应用程序创建另一应用程序的进程 4 调试 Create Process 函数 5 调试 Ps Create Process 函数 6 练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程 二 实验环境 EOS 实验系统 WINDOWS XP 操作系统 三 实验过程 1 设计思路和流程图 创建另一个 EOS应用程序的进程 创建 EOS应用程序的进程 调试 Create Process 函数 调试 Ps Create Process 函数 调试 Create Process 函数 2 2 算法实现 3 需要解决的问题及解答 1 在源代码文件 NewTwoProc c 提供的源代码基础上进行修改 要求使用 hello exe 同时创建 10 个进程 答 参照实验报告第 5 6 部分 2 学习本书第 5 章中的 5 2 节 了解关于线程的相关知识 然后尝试调试 PspCreateThread 函数 观察线程控制块 TCB 初始化的过程 3 在 PsCreateProcess 函数中调用了 PspCreateProcessEnvironment 函数后又先后调用了 PspLoadProcessImage 和 PspCreateThread 函数 学习这些函数的主要功能 能够交换这些函数被调 用的顺序吗 思考其中的原因 答 PspCreateProcessEnvironment 的主要功能是创建进程控制块 并且为进程创建了地址空间和分配 了句柄表 PspLoadProcessImage 是将进程的可执行映像加载到了进程的地址空间中 PspCreateThread 创 建了进程的主线程 这三个函数被调用的顺序是不能够改变的 就向上面描述的 加载可执行映像之前必 须 已经为进程创建了地址空间 这样才能够确定可执行映像可以被加载到内存的什么位置 在创建主线程之 前必须已经加载了可执行映像 这样主线程才能够知道自己要从哪里开始执行 执行哪些指令 因此不能 交换他们的顺序 4 实验指导 P133 144 尝试根据之前对 PsCreateProcess 函数和 PspCreateProcessEnvironment 函 数执行过程的跟踪调试 绘制一幅进程创建过程的流程图 开始 创建进程的地址空间 创建进程控制块 为进程分配句柄 将所需的地址映像加载到进程的地址空间 创建线程 结束 3 4 主要数据结构 实现代码及其说明 5 源程序并附上注释 1 满足十个进程同时并行的 并且十个进程分别独立的程序 其代码设计如下 include EOSApp h int main int argc char argv STARTUPINFO StartupInfo PROCESS INFORMATION A 10 ULONG ulExitCode 子进程退出码 INT nResult 0 main 函数返回值 0 表示成功 非 0 表示失败 ifdef DEBUG asm int 3 n nop endif printf Create ten processes and wait for the processes exit n n StartupInfo StdInput GetStdHandle STD INPUT HANDLE StartupInfo StdOutput GetStdHandle STD OUTPUT HANDLE StartupInfo StdError GetStdHandle STD ERROR HANDLE int x 10 i 0 x 10 0 for i 0 i 10 i if CreateProcess A Hello exe NULL 0 for i 0 i 10 i if x i 0 WaitForSingleObject A i ProcessHandle INFINITE for i 0 i 10 i if x i 0 GetExitCodeProcess A i ProcessHandle printf nThe process d exit with d n i ulExitCode 4 for i 0 i 10 i if x 1 0 CloseHandle A i ProcessHandle CloseHandle A i ThreadHandle if x i 0 printf CreateProcess Failed Error code 0 x X n GetLastError nResult 1 return nResult 2 使一个进程失败 9 个进程仍旧同步进行的代码如下 include EOSApp h int main int argc char argv STARTUPINFO StartupInfo PROCESS INFORMATION A 10 ULONG ulExitCode 子进程退出码 INT nResult 0 main 函数返回值 0 表示成功 非 0 表示失败 ifdef DEBUG asm int 3 n nop endif printf Create ten processes and wait for the processes exit n n StartupInfo StdInput GetStdHandle STD INPUT HANDLE StartupInfo StdOutput GetStdHandle STD OUTPUT HANDLE StartupInfo StdError GetStdHandle STD ERROR HANDLE int x 10 i 0 x 10 0 if CreateProcess A Hellowhat exe NULL 0 for i 1 i 10 i if CreateProcess A Hello exe NULL 0 5 for i 0 i 10 i if x i 0 WaitForSingleObject A i ProcessHandle INFINITE for i 0 i 10 i if x i 0 GetExitCodeProcess A i ProcessHandle printf nThe process d exit with d n i ulExitCode for i 0 iPas MmCreateProcessAddressSpace 添加一个断点 2 按F5继续调试 到此断点处中断 3 按F10执行此行代码后中断 4 在 监视 窗口中查看进程控制块的成员变量Pas的值已经不再是0 说明已经初始化了进程的4G 虚拟地址空间 5 使用F10一步步调试PspCreateProcessEnvironment函数中后面的代码 在调试的过程中根据执 行的源代码 查看 监视 窗口中 NewProcess表达式的值 观察进程控制块中哪些成员变量是被哪些代码 初始化的 哪些成员变量还没有被初始化 1 2 9 3 4 5 6 7 8 9 10 10 11 6 当从PspCreateProcessEnvironment函数返回到PsCreateProcess函数后 停止按F10 此时 监 视 窗口中已经不能再显示表达式 NewProcess的值了 在PsCreateProcess函数中是使用ProcessObject指 针指向进程控制块的 所以将表达式 ProcessObject添加到 监视 窗口中就可以继续观察新建进程控制块 中的信息 7 接下来继续使用F10一步步调试PsCreateProcess函数中的代码 同样要注意观察执行后的代码 修改了进程控制块中的哪些成员变量 当调试到PsCreateProcess函数的最后一行代码时 查看进程控制 块中的信息 此时所有的成员变量都已经被初始化了 注意观察成员ImageName的值 1 2 3 4 11 5 6 7 8 8 按F5继续执行 EOS内核会为刚刚初始化完毕的进程控制块新建一个进程 激活虚拟机窗口查 看新建进程执行的结果 9 在OS Lab中选择 调试 菜单中的 停止调试 结束此次调试 10 选择 调试 菜单中的 删除所有断点 7 练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程 1 使用OS Lab打开本实验文件夹中的参考源代码文件NewTwoProc c 仔细阅读此文件中的源代码 使用NewTwoProc c文件中的源代码替换EOS应用程序项目中EOSApp c文件内的源代码 生成后启动调试 查看多个进程并发执行的结果 2 在源代码文件NewTwoProc c提供的源代码基础上进行修改 要求使用hello exe同时创建10个 12 进程 提示 可以使用PROCESS INFORMATION类型定义一个有10个元素的数组 每一个元素对应一个进程 使用一个循环创建10个子进程 然后再使用一个循环等待10个子进程结束 得到退出码后关闭句柄 修改的代码在步骤5 1 运行截图如下 3 修改代码 使一个进程创建不成功 验证其他九个进程正常进行 修改的代码在步骤 5 2 运行截图如下 四 实验体会 遇到问题 用 hello exe 同时创建 10 个进程时十个进程不同步 也不独立 解决方法 用 PROCESS INFORMATION 类