哈工大-操作系统-HitOSlab-李治军-实验3-进程运行的轨迹跟踪与统计

操作系统实验3：进程运行轨迹的跟踪与统计

实验内容请查看实验指导手册

绪论

开始实验之前，需要弄清楚实验具体要做什么：

• 参考home/teacher目录下的process.c编写一个能够创建多个并行子进程的程序。
• 在linux0.11系统的内核中，添加和修改程序，使得我们启动linux0.11并且运行process.c后，系统能够打印出一个监视进程运行的process.log文件

一、实验内容

1.编写process.c文件

process.c代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/times.h>
#include <sys/types.h>

#define HZ	100

void cpuio_bound(int last, int cpu_time, int io_time);
/*
1.  所有子进程都并行运行,每个子进程的实际运行时间一般不超过30秒;
2.  父进程向标准输出打印所有子进程的id,并在所有子进程都退出后才退出;
*/
int main(int argc, char * argv[])
{
   
	pid_t n_proc[10]; /*10个子进程 PID*/
	int i;
	for(i=0;i<10;i++)
	{
   
		n_proc[i] = fork();
		/*如果fork 失败*/
		if(n_proc[i] < 0 )
		{
   
			printf("Failed to fork child process %d!\n",i+1);
			return -1;
		}
		else if(n_proc[i] == 0)/*子进程*/
		{
   
			cpuio_bound(20,2*i,20-2*i); /*每个子进程都占用20s*/
			exit(0); /*执行完cpuio_bound 以后，结束该子进程,下一次循环，该子进程不会fork出新的进程*/
		}
		/*一直都是那一个父进程在fork出子进程*/
	}
	/*打印所有子进程PID*/
	for(i=0;i<10;i++)
		printf("Child PID: %d\n",n_proc[i]);
	/*等待所有子进程完成；
	这里不是很完美，由于wait函数的特点，父进程只要有回收了一个子进程，就会结束自己*/
	wait(&i);  /*Linux 0.11 上 gcc要求必须有一个参数, gcc3.4+则不需要*/ 
	return 0;
}
/* cpuio_bound函数无需修改，直接用 */
void cpuio_bound(int last, int cpu_time, int io_time)
{
   
	struct tms start_time, current_time;
	clock_t utime, stime;
	int sleep_time;
	while (last > 0)
	{
   
		times(&start_time);
		do
		{
   
			times(&current_time);
			utime = current_time.tms_utime - start_time.tms_utime;
			stime = current_time.tms_stime - start_time.tms_stime;
		} while ( ( (utime + stime) / HZ )  < cpu_time );
		last -= cpu_time;

		if (last <= 0 )
			break;
			
		sleep_time=0;
		while (sleep_time < io_time)
		{
   
			sleep(1);
			sleep_time++;
		}
		last -= sleep_time;
	}
}

process.c的保存路径为~/oslab/hdc/usr/root/
如果你对fork()函数和wait()函数的作用以及工作方式还不是很清楚的话，建议你花点时间，看一下相关文章，这应该会帮助你更好的理解process.c程序的功能作用

2.日志文件

2.1 修改main.c

为了让linux0.11在启动之后，就创建process.log并开始记录，需要将~/oslab/linux-0.11/init/main.c文件做如下修改：

//……
move_to_user_mode();

/***************添加开始***************/
setup((void *) &drive_info);

// 建立文件描述符0和/dev/tty0的关联
(void) open("/dev/tty0",O_RDWR,0);    

//文件描述符1也和/dev/tty0关联
(void) dup(0);        

// 文件描述符2也和/dev/tty0关联
(void) dup(0);        

(void) open("/var/process.log",O_CREAT|O_TRUNC|O_WRONLY,0666);

/***************添加结束***************/

if (!fork()) {
           /* we count on this going ok */
    init();
}
//……

2.2 添加fprintk()函数

在内核状态下，write()功能失效，其原理等同于《系统调用》实验中不能在内核状态调用 printf()，只能调用printk()。编写可在内核调用的 write() 的难度较大，所以这里直接给出源码。它主要参考了 printk() 和 sys_write()而写成的：因为和 printk()