系統(tǒng)調(diào)用及進(jìn)程控制

1、第第9章相關(guān)說明章相關(guān)說明說明：（1）實(shí)驗(yàn)相關(guān)ppt內(nèi)容選自操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的核心實(shí)驗(yàn)。第第9章章 系統(tǒng)調(diào)用及進(jìn)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)用及進(jìn)程控制實(shí)驗(yàn)提綱提綱提綱提綱實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膎理解理解BIOS中斷調(diào)用、系統(tǒng)調(diào)用以及中斷調(diào)用、系統(tǒng)調(diào)用以及C語言標(biāo)準(zhǔn)庫語言標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的聯(lián)系和區(qū)別；函數(shù)的聯(lián)系和區(qū)別；n理解理解Linux API和系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別；和系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別；n熟悉熟悉Linux下進(jìn)程控制相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用，并熟練下進(jìn)程控制相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用，并熟練使用相關(guān)函數(shù)完成進(jìn)程控制的操作；使用相關(guān)函數(shù)完成進(jìn)程控制的操作；n學(xué)習(xí)寫學(xué)習(xí)寫makefile文件文件提綱提綱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n1登錄Linux系統(tǒng)；n2在

2、home目錄下建立以自己學(xué)號(hào)為文件名的文件；n3拷貝實(shí)驗(yàn)提供源代碼至自己建立的文件；n4閱讀關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用fork，exec，wait，exit，pipe等函數(shù)（可通過man函數(shù)進(jìn)行查詢）；n5編寫makefile，用make編譯源代碼中fork.c，pipe.c，并填寫相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；n6運(yùn)行上一步生成的可執(zhí)行文件，觀察結(jié)果及進(jìn)程，并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告相關(guān)內(nèi)容；n7查閱資料，掌握信號(hào)和進(jìn)程調(diào)度閱讀signal.c代碼，編譯并運(yùn)行，另開終端，用ps和kill命令終止進(jìn)程；提綱提綱實(shí)驗(yàn)算法（系統(tǒng)調(diào)用）實(shí)驗(yàn)算法（系統(tǒng)調(diào)用）操作系統(tǒng)的主要功能是為應(yīng)用程序的運(yùn)行創(chuàng)建良好的環(huán)境，為了達(dá)到這個(gè)目的，內(nèi)核提供一系列具

3、備預(yù)訂功能的多內(nèi)核函數(shù)，通過一組稱為系統(tǒng)調(diào)用（system call）的接口呈現(xiàn)給用戶。系統(tǒng)調(diào)用把應(yīng)用程序的請(qǐng)求傳給內(nèi)核，調(diào)用相應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)完成所需的處理，將處理結(jié)果返回給應(yīng)用程序，如果沒有系統(tǒng)調(diào)用和內(nèi)核函數(shù)，用戶將不能編寫大型應(yīng)用程序。Linux提供系統(tǒng)調(diào)用，讓用戶進(jìn)程能夠調(diào)用內(nèi)核函數(shù)。這些系統(tǒng)調(diào)用允許用戶操縱進(jìn)程、文件和其他系統(tǒng)資源，從用戶級(jí)切換到內(nèi)核級(jí)。也就是說，系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行會(huì)引起特權(quán)級(jí)的切換，是一種受約束的、為切換到保護(hù)核心的“函數(shù)調(diào)用”。普通函數(shù)調(diào)用不會(huì)引起特權(quán)級(jí)的轉(zhuǎn)換，一般不受約束。實(shí)驗(yàn)算法（實(shí)驗(yàn)算法（BIOS中斷調(diào)用）中斷調(diào)用）BIOS中斷服務(wù)程序?qū)嵸|(zhì)上是微機(jī)系統(tǒng)中軟件與硬件之

4、間的一個(gè)可編程接口，主要用于程序軟件功能與微機(jī)硬件之間連接。BIOS中斷服務(wù)“封裝”了許多系統(tǒng)底層的細(xì)節(jié)，使得一些用戶程序也能夠使用BIOS功能。實(shí)驗(yàn)算法（實(shí)驗(yàn)算法（C語言標(biāo)準(zhǔn)庫）語言標(biāo)準(zhǔn)庫）C語言標(biāo)準(zhǔn)庫是利用系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的，它將依賴于系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用封裝起來，而對(duì)開發(fā)者透明。系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)在內(nèi)核完成，而C語言標(biāo)準(zhǔn)庫則在用戶態(tài)實(shí)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)完全運(yùn)行在用戶空間。實(shí)驗(yàn)算法（實(shí)驗(yàn)算法（API和系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別）和系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別）實(shí)驗(yàn)算法（實(shí)驗(yàn)算法（makefile文件）文件）makefile文件：一個(gè)工程中的源文件可能不計(jì)其數(shù)，其按類型、功能、模塊分別放在若干目錄中，makefile定義了一系列的規(guī)

5、則來指定哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至進(jìn)行更復(fù)雜的功能操作。makefile就像一個(gè)shell腳本一樣，其中也可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令。Makefile文件需要按照某種語法進(jìn)行編寫，文件中需要說明如何編譯各個(gè)源文件并鏈接生成可執(zhí)行文件以及定義文件間的依賴關(guān)系。make是一個(gè)命令工具，即解釋makefile中指令的命令工具，一般來說，大多數(shù)IDE都有這個(gè)命令，如Delph的make，VC的nmake，GNU的make。makefile帶來的好處就是：“自動(dòng)化編譯”，程序一旦寫好，只需要一個(gè)make命令。整個(gè)工程自動(dòng)編譯，極大提高了軟件開發(fā)的效率。實(shí)驗(yàn)算法（文件描

6、述符）實(shí)驗(yàn)算法（文件描述符）實(shí)驗(yàn)算法（輸入輸出重定向）實(shí)驗(yàn)算法（輸入輸出重定向）實(shí)驗(yàn)算法（進(jìn)程通信機(jī)制實(shí)驗(yàn)算法（進(jìn)程通信機(jī)制管道）管道）管道是半雙工的，數(shù)據(jù)只能向一個(gè)方向流動(dòng)；需要雙方通信時(shí)，需要建立起兩個(gè)管道；管道只能用于父子進(jìn)程或者兄弟進(jìn)程之間（具有“親緣”關(guān)系的進(jìn)程）；管道單獨(dú)構(gòu)成一種獨(dú)立的文件系統(tǒng)：管道對(duì)于管道兩端的進(jìn)程而言就是一個(gè)文件，但它不是普通的文件，它不屬于某種文件系統(tǒng)，而是自立門戶，并且只存在于內(nèi)存中。提綱提綱實(shí)驗(yàn)示例（函數(shù)示例）實(shí)驗(yàn)示例（函數(shù)示例）pid_t fork( void);/pid_t 是一個(gè)宏定義，其實(shí)質(zhì)是int 返回值： 若成功調(diào)用一次則返回兩個(gè)值，子進(jìn)程返回0，父進(jìn)程返回子進(jìn)程ID；出錯(cuò)返回-1。int pipe(int fd2)函數(shù)傳入值 fd2:管道的兩個(gè)文件描述符，fd0是管道讀出端，fd1是管道寫入端返回值：成功返回 0，失敗返回 -1。功能：創(chuàng)建一個(gè)管道，把管道的讀和寫文件描述符放到數(shù)組fildes中，fildes0元素作為管道的輸入描述符，fildes1元素作為管道的輸出描述符。int dup2(int oldfd, int targetfd)dup2函數(shù)允許調(diào)用者規(guī)定一個(gè)有效描述符oldfd和目標(biāo)描述符的targetfd。dup2函數(shù)成功返回時(shí)，目標(biāo)描述符（dup2函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)）將變成源