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操作系统实验课程报告 课题: 进程管理实验 姓 名 张涛 学 院 计算机学院 级 2011211311 学 号 2011211419 2013年 11月 10日 1．实验目的： （1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； （2）进一步认识并发执行的实质； （3）分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法； （4）了解Linux系统中进程通信的基本原理。 2．实验预备内容 阅读Linux的sched.h源码文件，加深对进程管理概念的理解。 这个文件长达2616行，这里截取第1221~1548行抄录在实验报告最后，即结构体task_struct，地位相当于PCB。 下面对几个比较重要的参数，结合本人的了解 以及 网上查阅的资料 做一点解释。 中括号内的数字为代码行号，下同。 volatile?long?state：【1222】进程状态字，表示进程当前的状态（运行、就绪、等待、僵死、暂停、交换），分别对应已定义好的常量； TASK_RUNING：正在运行或可运行状态； TASK_INTERRUPTIBLE：可打断睡眠状态； TASK_UNINTERRUPTIBLE：不可打断睡眠状态； TASK_ZOMBLE：僵死状态； TASK_STOPPED：暂停状态； 交换状态。 void?*stack：【1223】进程所使用的栈空间； unsigned?int?flags：【1225】进程标志（创建、关闭、跟踪、被跟踪、内核dump等），同样对应已定义好的常量； unsigned?int?rt_priority：【1237】表示本进程的实时优先级； const?struct?sched_class *sched_class、struct?sched_entity se：【1239,1240】分别是调度类和调度实体，这两个结构包含了用于任务调度的完整的信息（进程信息、调度策略等）； unsigned?int?policy：【1260】进程的调度策略标志，有三种调度标志： SCHED_OTHER ：普通进程的调度策略，基于优先权的轮转法； SCHED_FIFO：实时进程的调度策略，基于先进先出的算法； SCHED_RR：实时进程的调度策略，基于优先权的轮询法。 struct?list_head tasks：【1274】任务队列，为一双向循环链表； int?pdeath_signal：【1282】父进程终止时产生的信号； pid_t pid：【1294】进程标识符，操作系统每创建一个新的进程就要为这个新进程分配一个进程控制块（PCB），系统内核通过pid区分这些进程的； struct?task_struct *real_parent：【1307】本进程的父进程的PCB； struct?list_head children：【1312】本进程的子进程列表； struct?list_head ptraced：【1321】本进程正在使用ptrace监视的进程列表； struct?thread_struct thread：【1375】本进程下属的线程集； struct?signal_struct *signal、struct?sighand_struct *sighand：【1383,1384】分别是进程运行时产生的信号以及信号处理模块。 阅读Linux的fork()源码文件，分析进程的创建过程。 do_fork()函数应该与fork()函数一样的，这个文件长达1287行，这里截取第835~1265 行（主要包括copy_process()函数与do_fork()函数）抄录在实验报告最后，并通过这两个函数简单分析一下进程的创建。 copy_process()函数的作用是克隆当前进程（包括下述所有需要被复制的信息），但是不负责运行。 首先，在内存中分配一个新的task_struct数据结构【852】，并将当前的task_struct复制给它，以代表新产生的进程的PCB【877】，用户进程数加1【889,890】。然后进行对新进程的定义，包括将新进程定义为未执行【907】，将进程标志和PID复制给新进程【908,909】，初始化本进程的子进程链表【917】，以及初始化CPU计数、读/写字节计数和读/写系统调用计数【926-932】，复制文件系统信息、信号及信号处理机制、内存、线程集及命名空间等等【961-982】。最后，设置对新进程的调度策略【1017】，完成与CPU使用以及与父进程之间关系相关的设定【1031-1050】等等。最后是返回新进程及错误处理部分【1120-1161】。 其实我们可以发现，copy_pro