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操作系统 进程创建实验报告

2011-06-11 上传大小:318KB
操作系统 进程创建实验报告
调用fork( )创建子进程
实验原理:
一) 进程
UNIX中,进程既是一个独立拥有资源的基本单位,又是一个独立调度的基本单位。一个进程实体由若干个区(段)组成,包括程序区、数据区、栈区、共享存储区等。每个区又分为若干页,每个进程配置有唯一的进程控制块PCB,用于控制和管理进程。
PCB的数据结构如下:
1、进程表项(Process  Table  Entry)。包括
一些最常用的核心数据:
进程标识符PID、用户标识符UID、进程状态、事件描述符、进程和U区在内存或外存的地址、软中断信号、计时域、进程的大小、偏置值nice、指向就绪队列中下一个PCB的指针P_Link、指向U区进程正文、数据及栈在内存区域的指针。

2、U区(U Area)。用于存放进程表项的一些扩充信息。
每一个进程都有一个私用的U区,其中含有:进程表项指针、真正用户标识符u-ruid(read  user  ID)、有效用户标识符u-euid(effective  user  ID)、用户文件描述符表、计时器、内部I/O参数、限制字段、差错字段、返回值、信号处理数组。
由于UNIX系统采用段页式存储管理,为了把段的起始虚地址变换为段在系统中的物理地址,便于实现区的共享,所以还有:

3、系统区表项。以存放各个段在物理存储器中的位置等信息。
系统把一个进程的虚地址空间划分为若干个连续的逻辑区,有正文区、数据区、栈区等。这些区是可被共享和保护的独立实体,多个进程可共享一个区。为了对区进行管理,核心中设置一个系统区表,各表项中记录了以下有关描述活动区的信息:
区的类型和大小、区的状态、区在物理存储器中的位置、引用计数、指向文件索引结点的指针。

4、进程区表
系统为每个进程配置了一张进程区表。表中,每一项记录一个区的起始虚地址及指向系统区表中对应的区表项。核心通过查找进程区表和系统区表,便可将区的逻辑地址变换为物理地址。

二) 进程映像
UNIX系统中,进程是进程映像的执行过程,也就是正在执行的进程实体。它由三部分组成:
1、用户级上、下文。主要成分是用户程序;
2、寄存器上、下文。由CPU中的一些寄存器的内容组成,如PC,PSW,SP及通用寄存器等;
3、系统级上、下文。包括OS为管理进程所用的信息,有静态和动态之分。

三) 所涉及的系统调用
1、fork(  )    
创建一个新进程。 
系统调用格式: 
		pid = fork( )
参数定义:
	int fork(  )
fork(  )返回值意义如下:
	0:在子进程中,pid变量保存的fork(  )返回值为0,表示当前进程是子进程。
	>0:在父进程中,pid变量保存的fork(  )返回值为子进程的id值(进程唯一标识符)。
	-1:创建失败。
如果fork( )调用成功,它向父进程返回子进程的PID,并向子进程返回0,即fork( )被调用了一次,但返回了两次。此时OS在内存中建立一个新进程,所建的新进程是调用fork( )父进程(parent process)的副本,称为子进程(child process)。子进程继承了父进程的许多特性,并具有与父进程完全相同的用户级上下文。父进程与子进程并发执行。

核心为fork( )完成以下操作:
(1)为新进程分配一进程表项和进程标识符
进入fork( )后,核心检查系统是否有足够的资源来建立一个新进程。若资源不足,则fork( )系统调用失败;否则,核心为新进程分配一进程表项和唯一的进程标识符。

(2)检查同时运行的进程数目
超过预先规定的最大数目时,fork( )系统调用失败。

(3)拷贝进程表项中的数据
将父进程的当前目录和所有已打开的数据拷贝到子进程表项中,并置进程的状态为“创建”状态。

(4)子进程继承父进程的所有文件
对父进程当前目录和所有已打开的文件表项中的引用计数加1。

(5)为子进程创建进程上、下文
进程创建结束,设子进程状态为“内存中就绪”并返回子进程的标识符。

(6)子进程执行
虽然父进程与子进程程序完全相同,但每个进程都有自己的程序计数器PC(注意子进程的PC开始位置),然后根据pid变量保存的fork(  )返回值的不同,执行了不同的分支语句。
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评论共有1条

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xiaohunji2012-10-15 17:00:02
还行吧,还是解决了我的一些疑惑,谢谢了

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