Linux进程控制编程--实验5

一、实验目的：

练习使用Linux系统调用函数创建进程、加载程序、终止进程、撤销进程，利用信号机制定制突发事件处理的编程，编写用信号机制对动态产生的进程实施管理，掌握多进程并发编程的基本方法。

二、实验内容：

先创建用户家目录下创建文件名为“姓名+学号+05”的子目录，作为本次实验目录，本次实验的所有代码都放到该目录下。要求将所有源代码与数据文件打包成文件”学号-姓名-lab5.tar.gz”， 压缩包与实验报告分别上传到指定目录下。

• 任务1：编写一个进程创建实验程序task51.c，创建如图所示的进程族亲结构，其中p1是程序启动时由加载程序创建第一个进程。各进程的输出信息分别如下：

p1：I am father process
p11: 当前时间是< 年 月 日 时 分 秒>
p12: I am young brother process
p121：我的学号是<您的学号xxx>
p122：我的姓名是<您的姓名xxx>

提示：获得当前系统时间的函数是 time_t time(time_t *t); 将time_t类型的的时间转换成时间字符串的函数是：char *ctime(const time_t *timep); 其使用方法见教材3.2.4

• 任务2：参考教材shellex.c代码，实现一个简单的交互式shell程序task52.c，具备的功能至少有：

(1)打印提示符%;获取用户输入指令；解析指令；寻找命令文件，执行指令
(1)显示命令提示符%;
(2)获取用户输入指令；解析指令；寻找命令文件，执行指令；
(3)前一个命令完成后才继续显示命令提示符%，等待用户输入下一条命令；
(3)如果输入“exit”或“logout”，则退出shell.
(4)允许命令参数间有多个空格，也允许命令前后有空格
(5)支持输出重定向和管道功能。
提示：可参考上一次实验分解命令行的代码

• 任务3：写一个信号机制实验程序task53.c，

由父进程创建两个子进程，通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发送SIGQUIT软中断信号或由系统时钟产生SIGALRM软中断信号发送给父进程；父进程接收到这两个软中断的其中某一个后，向其两个子进程分别发送整数值为SIGUSR1 (10)和SIGUSR1 (12)软中断信号，子进程获得对应软中断信号后，分别输出“<进程PID> killed by <信号编号>”后，终止运行；父进程调用wait()函数等待两个子进程终止，然后自我终止。

• 任务4(可选)：写一个子进程管理程序task54.c，借鉴图5-34的procmask2.c方法管理子进程，父进程循环读取用户输入的操作命令，创建子进程、显示相关信息和终止子进程等。具体用户命令为：

1. 命令1：功能是创建一批子进程，格式为“create <进程数>” ，命令执行成功后，显示所有新创建子进程PID。比如“create 10”表示创建10个子进程，子进程执行的代码可以为：“while(1){};exit(100);”
   2）命令2：终止一批子进程，格式为“kill …”（如“kill 123 456 789”为终止PID号为123、456、789的三个子进程），子进程显示“killed by parent”后终止，父进程通过SIGCHLD信号处理程序等待子进程终止，显示终止的子进程PID。
   3）命令3：显示当前子进程列表，命令格式为：“ps -u”
   4）命令4：父进程终止命令，格式为“exit”，当所有子进程都结束后，才允许执行该命令。
   提示：可用fgets函数将整个命令作为一行文本输入，再调用库函数（如strtok或strchr）将各个命令参数提取出来。

三、涉及实验的相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况）：

安装Linux操作系统的计算机

四、报告内容（给出每个任务的要求、设计思想、源代码，后接编译过程、测试数据与运行结果截图，对于任务4，还需手工画出仅有一个子进程情况下各逻辑流的并发关系图）

• 任务一:
  源代码

#include
#include
#include
#include
int main()
{
        int p11,p12,p121,p122;
        p11=fork();
        if(p11==0)
        {
                time_t curtime;

                time(&curtime);

                printf("当前时间是%s\n", ctime(&curtime));
                exit(0);
        }
        if(p11>0)
        {
                printf("I am father process\n");
                p12=fork();
                if(p12==0)
                {
                        p121=fork();
                        if(p121==0)
                        {
                                printf("我的学号是201741404234\n");
                                exit(0);
                        }
                        
                        
                        p122=fork();
                        if(p122==0)
                        {
                                printf("我的姓名是李天赐\n");
                                exit(0);
                        }
         

                        printf("I am young brother process\n");
                        exit(0);
                }
                else
                        exit(0);
		exit(0);
        }
      return 0;
}

运行结果:

• 任务二:
  源代码

#include
#include"wrapper.h"
#define MAXARGS 8192
#define MAXLINE 1000
void execute(char *cmdline) 
{   
	char *argv[MAXARGS]; 
	char buf[MAXLINE];  
	int bg;      
	pid_t pid;         
	strcpy(buf, cmdline);
	bg = parseline(buf, argv);  
	if (argv[0] == NULL)  
		return;  
	if (!builtin_command(argv)){ 
		if ((pid = fork()) == 0) {  
			if (execvp(argv[0],argv) < 0) {
				printf("%s: Command not found.\n", argv[0]);
				exit(0);
			}
		}
		if (!bg) {
			int status;
			if (waitpid(pid,&status, 0) < 0)
				perror("waitpid error");
		}
		else
			printf("%d %s", pid, cmdline);
	}
	return;
}
int builtin_command(char **argv) 
{
	if (!strcmp(argv[0], "exit")) 
		exit(0);
	if (!strcmp(argv[0], "logout")) 
		exit(0);  
	if (!strcmp(argv[0], "&")) 
		return 1;
	return 0;           
}
int parseline(char *buf, char **argv) 
{  
	char *delim;      
	int argc;       
	int bg;        
	buf[strlen(buf)-1] = ' '; 
	while (*buf && (*buf == ' '))     
		buf++;

	argc = 0;
	while ((delim = strchr(buf,' '))) {
		argv[argc++] = buf;
		*delim = '\0';
		buf = delim + 1;
		while (*buf && (*buf == ' ')) 
			buf++;
	}
	argv[argc] = NULL;
	if (argc == 0)                          
		return 1;

	if ((bg = (*argv[argc-1] == '&')) != 0)
		argv[--argc] = NULL;
	return bg;
}

int main()
{
	char cmdlime[MAXLINE];
	while (1) {
		printf("%%");       
		fgets(cmdlime,MAXLINE,stdin);  
		if (feof(stdin))   
			exit(0);
		execute(cmdlime);  
	} 
}

运行结果:

• 任务三:
  源代码

#include  
#include  
#include  

void waiting( ),stop( ); 
int wait_mark; 
main( ) 
{ 
int p1,p2,stdout; 
signal(SIGQUIT,stop); 
while((p1=fork())==-1); /*创建子进程p1*/ 
if (p1>0) 
{ 
while((p2=fork())==-1); /*创建子进程p2*/ 

if(p2>0) 
{ 
wait_mark=1; 
/*接收到^c信号，转stop*/ 
waiting(); 
kill(p1,16); /*向p1发软中断信号16*/ 
kill(p2,17); /*向p2发软中断信号17*/ 
wait(0); /*同步*/ 
wait(0); 
printf("Parent process is killed!\n"); 
exit(0); 
} 
else 
{ 
wait_mark=1; 
signal(10,stop); /*接收到软中断信号10，转stop*/ 
waiting(); 
lockf(stdout,1,0); 
printf("<%d> killed by 10!\n",(int)getpid()); 
lockf(stdout,0,0); 
exit(0); 
} }
 
else 
{ 
wait_mark=1; 
signal(12,stop); /*接收到软中断信号12，转stop*/ 
waiting(); 
lockf(stdout,1,0); 
printf("<%d>  killed by 12!\n",(int)getpid()); 
lockf(stdout,0,0); 
exit(0); 
}
}

void waiting() 
{ 
while(wait_mark!=0); 
} 

void stop() 
{ 
wait_mark=0; 
}

运行结果:

五、实验分析和总结等