20191323王予涵第三章学习笔记

20191323王予涵第三章学习笔记

一、知识点归纳

1、多任务处理

通过对cpu进行时分复用来实现进程的并发运行，若有多个cpu或cpu有多个内核，则可以并行运行多个进程。

struct proc{
    struct proc *next;
    int *ksp;
    int pid;
    int ppid;
    int status;
    int priority;
    int kstack[1024];
}

上下文切换:

1. 将当前寄存器保存到调用切换任务的堆栈中，并将堆栈指针保存到proc.ksp中

body	eax	ecx	edx	ebx	ebp	esi	edi	eflags
-1	-2	-3	-4	-5	-6	-7	-8	-9

2. 系统对进程进行调度，将活动就绪队列中的第一进程运行
3. 恢复目前运行进程上下文

2、进程同步

P1进程:

• 除P0之外所有进程的祖先
• 所有孤儿进程的父进程
• 处理所有僵尸进程

僵尸进程：

一个子进程在其父进程还没有调用wait()或waitpid()的情况下退出。这个子进程就是僵尸进程。任何一个子进程(init除外)在exit()之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构，等待父进程处理。这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。

孤儿进程：

父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。P1进程会wait()该进程结束，收集必要信息。

3、Unix/Linux中的进程

进程的产生：

1. 内核启动代码强制创建P0进程，设置优先级为最低
2. P0进程初始化系统，并挂载根文件系统
3. 创建子进程P1，将进程切换到P1
4. P1创建守护进程
5. 系统启动完毕

守护进程：

提供系统服务，并在后台运行，不直接与用户交互

syslogd

inetd

httpd

进程执行模式切换:

• 中断:外部设备发送给cpu信号，请求服务
• 陷阱:程序运行出现错误
• 系统调用:执行内核函数

更改进程执行映像:

#include <unistd.h>
int execl( const char *pathname, const char *arg0, ... /* (char *)0 */ );
int execv( const char *pathname, char *const argv[] );
int execle( const char *pathname, const char *arg0, ... /* (char *)0, char *const envp[] */ );
int execve( const char *pathname, char *const argv[], char *const envp[] );
int execlp( const char *filename, const char *arg0, ... /* (char *)0 */ );
int execvp( const char *filename, char *const argv[] );

最终发出系统调用:

int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);

• filename为可执行文件路径名
• argv为向可执行文件传入的参数
• envp为执行时的环境变量

需要注意的时Umode映像改变，但进程不会改变

4、I/O重定向

文件流和文件描述符

标准输入:

FILE *stdin -----------> FILE structure

fd = 0

标准输出:

FILE *stdout -----------> FILE structure

fd = 1

标准错误:

FILE *stderr -----------> FILE structure

fd = 2

5、管道FIFO

• pd[0]:用于从管道中读取
• pd[1]:用于向管道中写入

写进程必须关闭pd[0],都进程必须关闭pd[1]

二、实践基于命名管道的聊天通信

源代码：

"head.h"

#ifndef head
#define heda
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#define SIZE 512
#endif

"pipeAlice.c"

#include "head.h"

int main(int argc, char *argv[])
{

    int pid = fork();
    if(pid)
    {
        char buf1[SIZE];
        int fdw = open(argv[1], O_WRONLY);
        while(1)
        {
            memset(buf1, 0, sizeof(buf1));
            fgets(buf1, sizeof(buf1), stdin);
            write(fdw, buf1, sizeof(buf1));
        }
        close(fdw);
    }
    else if( pid == 0)
    {
        char buf2[SIZE];
        int fdr = open(argv[2], O_RDONLY);
        while(1)
        {
            memset(buf2, 0, sizeof(buf2));
            read(fdr, buf2, sizeof(buf2));
            printf("Bob: %s", buf2);
        }
         close(fdr);
    }
    return 0;
}

"pipeBob.c"

#include "head.h"

int main(int argc, char *argv[])
{

    int pid = fork();
    if(pid)
    {
        char buf1[SIZE];
        int fdw = open(argv[1], O_WRONLY);
        while(1)
        {
            memset(buf1, 0, sizeof(buf1));
            fgets(buf1, sizeof(buf1), stdin);
            write(fdw, buf1, sizeof(buf1));
        }
        close(fdw);
    }
    else if( pid == 0)
    {
        char buf2[SIZE];
        int fdr = open(argv[2], O_RDONLY);
        while(1)
        {
            memset(buf2, 0, sizeof(buf2));
            read(fdr, buf2, sizeof(buf2));
            printf("Alice: %s", buf2);
        }
         close(fdr);
    }
    return 0;
}

1、创建命名FIFO

2、编译聊天点对点聊天程序

3、运行程序进行聊天