进程的调用

本文介绍了进程的基本概念,包括进程ID、fork和vfork函数的区别、进程间的资源共享方式、进程的正常与异常退出方式以及进程间通信机制。同时,还探讨了exec函数用于替换当前进程的执行上下文,以及如何通过setuid和setgid调整进程的用户和组ID。

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每个进程都有一个非负整数的唯一ID,用pid_t结构表示其ID,其中ID为0的是调度进程,常被称为交换进程。是内核的一部分为系统进程,ID为1的是init进程,他是一个普通用户进程,但用root权限运行。我们可以调用fork函数来分支产生子进程,子进程是父进程的副本,得到其数据空间,推和栈的副本。子进程会用dup函数复制父进程表项,从而实现文件共享,两进程维护同一张文件表项,返回给父进程的是子进程的ID,返回给子进程的是0,子进程可通过getppid得到父进程的ID;
vfork也可产生子进程,其产生的子进程并将父进程的地址空间全部复制到子进程中,在父进程的空间中运行,所以子进程进行调用函数,修改数据等操作都会产生不确定的结果。且其是保证子进程先运行,等他调用exec或exit时,父进程才开始被调度运行。
进程一共有5种正常退出方式与3种异常退出方式,不管进程如何终止,最后都会执行内核中的同一段代码,为相应进程关闭打开的描述符,释放其所用的储存器。因为父进程与子进程执行时间不同,可能父进程先结束,此时子进程的父进程会变成init,等子进程结束,init会调用wait自动保存它的相关信息,若子进程先结束,而父进程没提供相关处理函数wait,waitpid,则此子进程会成为僵死进程,占用系统内存。
wait与waitpid获得的整形常量包含了,子进程的退出状态,信号编号以及有个指示是否产生了core文件,可通过系统定义的宏来进行判断。waitid与waitpid相似但它提供了两个参数来表示要等待的子进程所属的类型。wait3,wait4则允许内核返回由终止进程及所有子进程的资源概况。如CPU时间总量,缺页次数等。
因为父进程与子进程的执行时间并不确定,有可能子进程先执行完,有可能父进程先执行完,可通过多个进程之间某种形式的信号发送与接受的方法,解决该问题。
exec函数可启动另一个程序,用一个磁盘上的新程序来替换当前进程的正文段,数据段,堆段与栈段。
setuid与setgid可设置实际用户ID与实际用户ID,若有root权限,则更改全部的实际用户ID,有效用户ID与保存的设置用户ID。若无,则只能更改有效ID变为uid。其中保存的设置ID可用于权限的该变,在需要提升特权时,可设置程序文件的设置用户ID而得到额外的权限。而不需要时,则返回实际用户的权限,使进程的权限控制更具灵活性。

实验报告撰写要求 实验报告要求具有以下内容: 一、实验目的 二、实验内容 三、实验要求 四、算法流程图 五、给出测试数据及运行结果 六、实验体会或对改进实验的建议 实验1 进程调度 一、实验目的 通过实验加强对进程调度算法的理解和掌握。 二、实验内容 编写程序实现基于优先级的时间片轮转调度算法。 三、实验要求 1、假定系统有5个进程,每个进程用一个进程控制块PCB来代表,进程控制块的结构如下图1.1所示: 进程名 优先级 要求运行时间 已运行时间 进程状态 指针 图1.1 其中: 进程名:作为进程的标识,假设五个进程进程名分别为p1,p2,p3,p4,p5。 指针:进程按顺序排成循环链表,用指针指出下一个进程进程控制块首地址,最后一个进程中的指针指出第一个进程进程控制块首地址。 要求运行时间:假设进程需要运行的单位时间数。 已运行时间:假设进程已经运行的单位时间数,初值为0。 状态:可假设有两种状态,就绪状态和结束状态。进程的初始状态都为就绪状态。 2、每次运行所设计的处理器调度程序调度进程之前,为每个进程随机确定它的要求运行时间。 3、此程序是模拟处理器调度,因此,被选中的进程并不实际启动运行,而是执行 已运行时间+1 来模拟进程的一次运行,表示进程已经运行过一个单位时间。 4、在所设计的程序中应有显示语句,能显示每次被选中的进程名以及运行一次后进程队列的变化。 5、优先级可自己给出初始值,但要求采用动态优先级,可自己设计优先数如何变化。
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