2024年4月29日发(作者：)
实验二 进程管理
实验目的
通过进程的创建、撤销和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确
进程与程序的区别。
实验内容
1、了解系统调用fork()、exec()、exit()和waitpid()的功能和实现过程。
2、编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时，
在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字
符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显
示结果，并分析原因。
3、编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程，子进程通过系统
调用exec()更换自己的执行代码，显示新的代码“new program.”后，调用exit()
结束。而父进程则调用waitpid()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程
的标识符，然后正常结束。
实验指导
一、所涉及的系统调用
1、getpid
在2.4.4版内核中，getpid是第20号系统调用，其在Linux函数库中的原
型是：
#include
#include
pid_t getpid(void);
getpid的作用很简单，就是返回当前进程的进程ID，请大家看以下的例子：
/* getpid_test.c */
#include
main()
{
printf("The current process ID is %dn",getpid());
}
这个程序的定义里并没有包含头文件sys/types.h，这是因为我们在程序中没
有用到pid_t类型，pid_t类型即为进程ID的类型。事实上，在i386架构上（就
是我们一般PC计算机的架构），pid_t类型是和int类型完全兼容的，我们可以用
处理整形数的方法去处理pid_t类型的数据，比如，用"%d"把它打印出来。
编译并运行程序getpid_test.c：
$gcc getpid_test.c -o getpid_test
$./getpid_test
The current process ID is 1980
（你自己的运行结果很可能与这个数字不一样，这是很正常的。）
再运行一遍：
$./getpid_test
The current process ID is 1981
正如我们所见，尽管是同一个应用程序，每一次运行的时候，所分配的进程
标识符都不相同。
2、fork
在2.4.4版内核中，fork是第2号系统调用，其在Linux函数库中的原型是：
#include
#include
pid_t fork(void);
创建一个新进程。
系统调用格式：
pid=fork( )
fork( )返回值意义如下：
0：在子进程中，pid变量保存的fork( )返回值为0，表示当前进程是子进
程。
>0：在父进程中，pid变量保存的fork( )返回值为子进程的id值（进程唯
一标识符）。
-1：创建失败。
如果fork( )调用成功，它向父进程返回子进程的PID，并向子进程返回0，
即fork( )被调用了一次，但返回了两次。此时OS在内存中建立一个新进程，所
建的新进程是调用fork( )父进程（parent process）的副本，称为子进程（child
process）。子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完全相同的用户级
上下文。父进程与子进程并发执行。
核心为fork( )完成以下操作：
（1）为新进程分配一进程表项和进程标识符
进入fork( )后，核心检查系统是否有足够的资源来建立一个新进程。若资源
不足，则fork( )系统调用失败；否则，核心为新进程分配一进程表项和唯一的进
程标识符。
（2）检查同时运行的进程数目
超过预先规定的最大数目时，fork( )系统调用失败。
（3）拷贝进程表项中的数据
将父进程的当前目录和所有已打开的数据拷贝到子进程表项中，并置进程的
状态为“创建”状态。
（4）子进程继承父进程的所有文件
对父进程当前目录和所有已打开的文件表项中的引用计数加1。
（5）为子进程创建进程上、下文
进程创建结束，设子进程状态为“内存中就绪”并返回子进程的标识符。
（6）子进程执行
虽然父进程与子进程程序完全相同，但每个进程都有自己的程序计数器
PC(注意子进程的PC开始位置)，然后根据pid变量保存的fork( )返回值的不
同，执行了不同的分支语句。
例：
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