操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的創(chuàng)建heu

1、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程編號(hào)0906553實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱進(jìn)程的創(chuàng)建學(xué)號(hào)年級(jí)姓名專業(yè)學(xué)生所在學(xué)院指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)室名稱地點(diǎn)哈爾濱工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第三講進(jìn)程的創(chuàng)建、實(shí)驗(yàn)概述1 .實(shí)驗(yàn)名稱進(jìn)程的創(chuàng)建2 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .練習(xí)使用EOSAPI函數(shù)CreateProcess創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，掌握創(chuàng)建進(jìn)程的方法，理解進(jìn)程和程序的 區(qū)別。2 .調(diào)試跟蹤C(jī)reateProcess函數(shù)的執(zhí)行過程，了解進(jìn)程的創(chuàng)建過程，理解進(jìn)程是資源 分配的單位3 .實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)4 .實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)(2)練習(xí)使用控制臺(tái)命令創(chuàng)建EOSE用程序的進(jìn)程(3)練習(xí)通過編程的方式讓應(yīng)用程序創(chuàng)建另一應(yīng)用程序的進(jìn)程

2、。(4)調(diào)試 Create Process 函數(shù)(5)調(diào)試 Ps Create Process 函數(shù)(6)練習(xí)通過編程的方式創(chuàng)建應(yīng)用程序的多個(gè)進(jìn)程二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境EO豉驗(yàn)系統(tǒng)，WINDOWS XP作系統(tǒng)三、實(shí)驗(yàn)過程1.設(shè)計(jì)思路和流程圖創(chuàng)建EOSE用程序的進(jìn)程2.3.算法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建另一4 EOSZ用程的-iSCreate調(diào) 試Ps-Create調(diào)試 Create需要解決的問題及解答1) .在源代碼文件NewTwoProc.c提供的源代碼基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，要求使用 hello.exe 同時(shí)創(chuàng)建10個(gè)進(jìn)程答：參照實(shí)驗(yàn)報(bào)告第 5, 6部分。2) .學(xué)習(xí)本書第5章中的5.2節(jié),了解關(guān)于線程的相關(guān)知識(shí)，然后嘗試調(diào)

3、試PspCreateThread 函數(shù)，觀察線程控制塊(TCB初始化的過程。3) .在 PsCreateProcess 函數(shù)中調(diào)用了 PspCreateProcessEnvironment函數(shù)后又先后調(diào)用了PspLoadProcessImage和PspCreateThread 函數(shù)，學(xué)習(xí)這些函數(shù)的主要功能。能夠交換這些函數(shù)被調(diào)用的順序嗎？思考其中的原因。答：PspCreateProcessEnvironment的主要功能是創(chuàng)建進(jìn)程控制塊算并且為進(jìn)程創(chuàng)建了地址空間和分配了句柄表。PspLoadProcessImage是將進(jìn)程的可執(zhí)行映像加載到了進(jìn)程的地址空間中。PspCreateThread創(chuàng)建

4、了進(jìn)程的主線程。這三個(gè)函數(shù)被調(diào)用的順序是不能夠改變的押就向上面描述的鑄加載可執(zhí)行映像之前必須已經(jīng)為進(jìn)程創(chuàng)建了地址空間，這樣才能夠確定可執(zhí)行映像可以被加載到內(nèi)存的什么位置。在創(chuàng)建主線程之前必須已經(jīng) 加載了可執(zhí)行映像，這樣主線程才能夠知道自己要從哪里開始執(zhí)行，執(zhí)行哪些指令。因此不能交換他們的順序。4) .實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) P133-144嘗試根據(jù)之前對(duì) PsCreateProcess函數(shù)和PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)執(zhí)行過程的 跟蹤調(diào)試，繪制一幅進(jìn)程創(chuàng)建過程的流程圖。1 開始1創(chuàng)建講嚀的地址創(chuàng)建.程控1為進(jìn)程分配將所需的地的映像加米到講程 甲建軍 4.主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、實(shí)表福

5、J說明 5.源程序并附上注釋1 ).滿足十個(gè)進(jìn)程同時(shí)并行的，并且十個(gè)進(jìn)程分別獨(dú)立的程序，其代碼設(shè)計(jì)如下#include "EOSApp.h"int main(int argc, char* argv口) STARTUPINFO StartupInfo;PROCESS_INFORMATION A10;ULONG ulExitCode; /子進(jìn)程退出碼INT nResult = 0;/ main 函數(shù)返回值。0表示成功，非 0 表示失敗。#ifdef _DEBUG_asm("int $3n nop");#endifprintf("Create te

6、n processes and wait for the processes exitnn");StartupInfo.StdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);StartupInfo.StdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);StartupInfo.StdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);int x10,i=0;x10=0;for(i=0;i<10;i+)if(CreateProcess("A:Hello.exe", NULL

7、, 0, &StartupInfo, &Ai)=0)xi=1;for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)WaitForSingleObject(Ai.ProcessHandle, INFINITE);for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)GetExitCodeProcess(Ai.ProcessHandle, &ulExitCode);printf("nThe process %d exit with %d.n",i, ulExitCode);for(i=0;i<10;i+)if(x1=0)CloseHandle(A

8、i.ProcessHandle);CloseHandle(Ai.ThreadHandle);if(xi!=0)printf("CreateProcess Failed, Error code: 0x%X.n", GetLastError();nResult = 1;return nResult;2 ) . 使一個(gè)進(jìn)程失敗， 9 個(gè)進(jìn)程仍舊同步進(jìn)行的代碼如下：#include "EOSApp.h"int main(int argc, char* argv)STARTUPINFO StartupInfo;PROCESS_INFORMATION A10;ULO

9、NG ulExitCode; / 子進(jìn)程退出碼INT nResult = 0;/ main 函數(shù)返回值。 0 表示成功，非0 表示失敗。#ifdef _DEBUG_asm("int $3n nop");#endifprintf("Create ten processes and wait for the processes exit.nn");StartupInfo.StdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);StartupInfo.StdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDL

10、E);StartupInfo.StdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);int x10,i=0;x10=0;if(CreateProcess("A:Hellowhat.exe", NULL, 0, &StartupInfo, &A0)=0)x0=1;for(i=1;i<10;i+)if(CreateProcess("A:Hello.exe", NULL, 0, &StartupInfo, &Ai)=0)xi=1;for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)WaitF

11、orSingleObject(Ai.ProcessHandle, INFINITE);for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)GetExitCodeProcess(Ai.ProcessHandle, &ulExitCode);printf("nThe process %d exit with %d.n",i, ulExitCode); for(i=0;i<10;i+)if(x1=0)CloseHandle(Ai.ProcessHandle);CloseHandle(Ai.ThreadHandle);if(xi!=0)printf("Cr

12、eateProcess Failed, Error code: 0x%X.n", GetLastError();nResult = 1;return nResult;6. 程序運(yùn)行時(shí)的初值和運(yùn)行結(jié)果(1)練習(xí)使用控制臺(tái)命令創(chuàng)建EO版用程序進(jìn)程的具體步驟如下：1) .在EO驗(yàn)用程序項(xiàng)目的“項(xiàng)目管理器"窗口中雙擊 Floppy.img文件，使用FloppylmageEditor工具打開此軟 盤鏡像文件。2) . 將本實(shí)驗(yàn)文件夾中的 Hello.exe 文件拖動(dòng)到 FloppyImageEditor 工具窗口的文件列表中釋放， Hello.exe 文件 即被添加到軟盤鏡像文件中。

13、Hello.exe 一個(gè)EO應(yīng)用程序，其源代碼可以參見本實(shí)驗(yàn)文件夾中的Hello.c源文件。3) . 在 FloppyImageEditor 中選擇“文件”菜單中的“保存”后關(guān)閉 FloppyImageEditor 。4) .按F7生成EO應(yīng)用項(xiàng)目。5) .按F5啟動(dòng)調(diào)試。OS Lab會(huì)彈出一個(gè)調(diào)試異常對(duì)話框，并中斷應(yīng)用程序的執(zhí)行。6) . 在調(diào)試異常對(duì)話框中選擇“否”，忽略異常繼續(xù)執(zhí)行應(yīng)用程序。7) .激活虛擬機(jī)窗口，待該應(yīng)用程序執(zhí)行完畢后，在EOS勺控制臺(tái)中輸入命令"A: Hello.exe ”后回車8) . Hello.exe應(yīng)用程序開始執(zhí)行，觀察其輸出CONSOLE-1 (P

14、ress Ctrl*Fl"F® tc switch console uiindM. 14c Iccmc to EDS shell自：E0SHpp. cxeHello Lorld?片：EOS介pp.c翼已 exit yith 0x60000000.flirello.exeKe i lo pknrldl 1l*2 11oPkHrld! Z除 11口 拜 Mr Id1 3lie I loi piMirldl! Tl*2 11o.PLnrld1 5Bye-byeJ*：%11口.已¥佇 exit with 6xO«OOtiOOl.9) .彳fHello.exe執(zhí)行

15、完畢后可以重復(fù)第7步，或者結(jié)束此次調(diào)試。(2)按照下面的步驟查看應(yīng)用程序創(chuàng)建另一個(gè)應(yīng)用程序的進(jìn)程的執(zhí)行結(jié)果：1) .使用NewProc.c文件中的源代碼替換之前創(chuàng)建的 EO射用程序項(xiàng)目中的EOSApp.CC件內(nèi)的源代碼。2) .按F7生成修改后的EO應(yīng)用程序項(xiàng)目。3) .按F5啟動(dòng)調(diào)試。OS Lab會(huì)首先彈出一個(gè)調(diào)試異常對(duì)話框。4) .在調(diào)試異常對(duì)話框中選擇“否”，繼續(xù)執(zhí)行。5) .激活虛擬機(jī)窗口查看應(yīng)用程序輸出的內(nèi)容，可以看到父進(jìn)程(EOSApp.exe)首先開始執(zhí)行并輸出內(nèi)容，父進(jìn)程創(chuàng)建了子進(jìn)程(Hello.exe )后，子進(jìn)程開始執(zhí)行并輸出內(nèi)容，待子進(jìn)程結(jié)束后父進(jìn)程再繼續(xù)執(zhí)行。6) .結(jié)

16、束此次調(diào)試(3)按照下面的步驟調(diào)試CreateProcess函數(shù)創(chuàng)建進(jìn)程的過程：1) .按F5啟動(dòng)調(diào)試EO應(yīng)用程序，OS Lab會(huì)首先彈出一個(gè)調(diào)試異常對(duì)話框。2) .選擇“是”調(diào)試異常，調(diào)試會(huì)中斷。3) .在main函數(shù)中調(diào)用CreateProcess函數(shù)的代碼行(第57行)添加一個(gè)斷點(diǎn)。4) .按F5繼續(xù)調(diào)試，在斷點(diǎn)處中斷。5) .按F11調(diào)試進(jìn)入CreateProcess函數(shù)。此時(shí)已經(jīng)開始進(jìn)入 EO制核進(jìn)行調(diào)試，(4)按照下面的步驟來分別驗(yàn)證應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核在進(jìn)程的4遍擬地址空間中所處的位置：1) .由于此時(shí)在內(nèi)核的CreateProcess函數(shù)內(nèi)中斷執(zhí)行，所以在“調(diào)試”菜單的“窗口

17、”中選擇“反匯編”，會(huì) 在“反匯編”窗口中顯示 CreateProcess函數(shù)的指令對(duì)應(yīng)的反匯編代碼?！胺磪R編”窗口的左側(cè)顯示的是指令所在的虛擬地址。可以看到所有指令的虛擬地址都大于，說明內(nèi)核( kernel.dll )處于高2G的虛擬地址空間中。2) .在“調(diào)用堆棧”窗口中雙擊 main函數(shù)項(xiàng)，設(shè)置main函數(shù)的調(diào)用堆棧幀為活動(dòng)的。在“反匯編”窗口中查看 main函數(shù)的指令所在的虛擬地址都是小于，說明應(yīng)用程序( eosapp.exe )處于低2G的虛擬地址空間中。3) .在"調(diào)用堆棧"窗口中雙擊 CreateProcess函數(shù)項(xiàng)，重新設(shè)置CreateProcess函數(shù)的調(diào)

18、用堆棧幀為活動(dòng)的。 關(guān)閉“反匯編”窗口。4) .接下來觀察eosapi.c文件中CreateProcess函數(shù)的源代碼，可以看到此函數(shù)只是調(diào)用了 EOSJ核函數(shù) PsCreateProcess并將創(chuàng)建進(jìn)程所用到的參數(shù)傳遞給了此函數(shù)。所以，按F11可以調(diào)試進(jìn)入create.c文件中的PsCreateProcess函數(shù)，在此函數(shù)中才開始執(zhí)行創(chuàng)建進(jìn)程的各項(xiàng)操作。(5)調(diào)試 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)的步驟如下：1) .在PsCreateProcess 函數(shù)中找到調(diào)用 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)的代碼行(create.c 文件的第 1

19、63 行)，并在此行添加一個(gè)斷點(diǎn)。2) .按F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點(diǎn)處中斷。3) .按F11 調(diào)試進(jìn)入 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)。由于 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)的主要功能是創(chuàng)建進(jìn)程控制塊并初始化其中的部分信息，所以在此函數(shù)的開始，定義了一個(gè)進(jìn)程制塊的指針變量NewProcess。在此函數(shù)中查找到創(chuàng)建進(jìn)程控制塊的代碼行（ create.c文件的第418行）（ 5）按照下面的步驟調(diào)試進(jìn)程控制塊的創(chuàng)建過程：1） . 在調(diào)用 ObCreateObject 函數(shù)的代碼行（ create.c 文件的第 418行）添加一個(gè)斷點(diǎn)。2） .按

20、F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點(diǎn)處中斷。3） .按F10執(zhí)行此函數(shù)后中斷。4） .此時(shí)為了查看進(jìn)程控制塊中的信息，將表達(dá)式*NewProcess添加到“監(jiān)視”窗口中。5） . 將鼠標(biāo)移動(dòng)到“監(jiān)視”窗口中此表達(dá)式的“值”屬性上，會(huì)彈出一個(gè)臨時(shí)窗口，在臨時(shí)窗口中會(huì)按照進(jìn)程 控制塊的結(jié)構(gòu)顯示各個(gè)成員變量的值（可以參考PROCESS構(gòu)體的定義）。由于只是新建了進(jìn)程控制塊，還沒有初始化其中成員變量，所以值都為 0 。（ 6）接下來調(diào)試初始化進(jìn)程控制塊中各個(gè)成員變量的過程：1） .首先創(chuàng)建進(jìn)程的地址空間，即4Gli擬地址空間。在代碼行（create.c文件的第437行）NewProcess->Pas =MmC

21、reateProcessAddressSpace（）; 添加一個(gè)斷點(diǎn)。2） .按F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點(diǎn)處中斷。3） .按F10執(zhí)行此行代碼后中斷。4） .在“監(jiān)視”窗口中查看進(jìn)程控制塊的成員變量Pas的值已經(jīng)不再是0。說明已經(jīng)初始化了進(jìn)程的 4G虛擬地址空間。5） .使用F10一步步調(diào)試PspCreateProcessEnvironment函數(shù)中后面的代碼，在調(diào)試的過程中根據(jù)執(zhí)行的源代碼， 查看“監(jiān)視”窗口中*NewProcess表達(dá)式的值，觀察進(jìn)程控制塊中哪些成員變量是被哪些代碼初始化的，哪些成員變量還沒有被初始化。（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5） （ 6）（ 7） （8）（ 9）

22、（ 10）（11）6） . 當(dāng)從 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)返回到PsCreateProcess 函數(shù)后，停止按F10 。此時(shí)“監(jiān)視”窗口中已經(jīng)不能再顯示表達(dá)式*NewProcess 的值了，在PsCreateProcess 函數(shù)中是使用 ProcessObject 指針指向進(jìn)程控制塊的，所以將表達(dá)式*ProcessObject 添加到“監(jiān)視”窗口中就可以繼續(xù)觀察新建進(jìn)程控制塊中的信息。7） .接下來繼續(xù)使用F10l步步調(diào)試PsCreateProcess函數(shù)中的代碼，同樣要注意觀察執(zhí)行后的代碼修改了進(jìn)程 控制塊中的哪些成員變量。 當(dāng)調(diào)試到 PsCreateProcess 函數(shù)的最后一行代碼時(shí)， 查看進(jìn)程控制塊中的信息， 此時(shí)所有的成員變量都已經(jīng)被初始化了（注意觀察成員ImageName勺值）（1）（2）（ 3）（ 4）（ 5）（ 6）（ 7）（8）8） .按F5繼續(xù)執(zhí)行，EO明核會(huì)為剛剛初始化完畢的進(jìn)程控制塊新建一個(gè)進(jìn)程。激活虛