操作系统实验报告--实验三 一个进程启动另一个程序的执行
操作系统实验报告专业：物联网工程实验三 一个进程启动另一个程序的执行【实验目的】 在 Linux 环境系统中， execve 系统调用用于执行一个程序（可执行二进制文件或脚本）。exec 函数家族，包括 execl、execlp、execle、execv、execvp，是 execve 系统调用的前端。本实验要求学生学习在一个进程中启动另一个程序执行的基本方法，了解 execve 系统调用和 exec 函数家族的使用方法。【实验内容】（一）初步认识“在一个进程中启动另一个程序的执行”。1、编辑一个源程序 dummy.c，并编译为可执行程序 dummy。/ dummy.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv) int result; printf("nYou are now in a running program "%s". n", argv0); printf("My PID is %d. My parent's PID is %d.n", getpid(), getppid(); printf( "Please input an integer (0-255), which will be returned to my parent process:n"); scanf("%d", &result); printf("Goodbye.nn"); return (result &0377);2、再编辑一个源程序 exec_test.c，并编译为可执行程序 exec_test。/ exec_test.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <error.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv) int result; result = fork(); if (result < 0) perror("Failed to create child"); exit(1); else if (result = 0) / Child 1 char *cmd = "./dummy" printf("Child process's PID is %d. My parent's PID is %d.n", getpid(), getppid(); printf("Child process is about to execute "%s"nn", cmd); result = execlp(cmd, cmd, NULL); if (result = - 1) perror("In child process, failed to exec a program"); exit(0); else / parent int status; printf("Parent process's PID is %d.n", getpid(); printf("Parent process is waiting . n"); wait(&status); printf( "In parent process, status = 0x%x, WEXITSTATUS(status) = %d (i.e. 0x%x)n", status, WEXITSTATUS(status), WEXITSTATUS(status); return (EXIT_SUCCESS);3、 先执行 dummy，观察、分析执行结果；然后执行程序 exec_test，观察、分析执行结果。（注意，两个可执行程序都在当前目录下）（二）实现一个简单的命令解释外壳（Shell）。1、基本功能：（1）从标准输入读取一行字符串，其中包含欲执行的命令和它的命令行参数（如果有的话）。提示：需要将输入的一行字符串进行拆分，以空格、制表符（t）作为分隔符，分解为命令、命令行参数（零个或多个）。如果用户输入的命令是“quit”，则退出执行。（2）创建一个子进程。（3）在子进程中，执行在（1）读入的命令，如果有命令行参数，也要传递。（4）在父进程中，等待子进程结束，然后打印子进程的返回值。（5）在父进程中，控制转移至（1）。【实验要求】 按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。【实验设计】dummy程序：结果显示了该进程的PID和父进程的PID，并且将一个值返回给了父进程。exec_test程序：在子进程中键入的数值返回了父进程，并显示了出来（19）.实现一个简单的命令解释外壳（Shell）源代码：/example#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<errno.h>#include<sys/wait.h>#include<string.h>int main()int pid;int rtn; /子进程的返回值int exec_errorno;char command256;char * p;char * q;char *c20;int i=0,j=0;while(1)/ 从 终端 读取要执行的 命令printf(">");command0='0'p= fgets(command,256,stdin);if (p= NULL)perror("Error in fgets().");exit(-1);/Delete the last char (new line) in the string returned by fgets() commandstrlen(command)-1 = '0'p=command;q=p;/Quit if user inputs "quit"if (!strcmp(command,"quit")break;/Create a child process to execute command pid = fork();if (pid<0) perror("Failed while calling fork.");exit(-1);else if(pid = 0)/子进程 执行此命令for(;)ci=strtok(p," ");if(ci=NULL)break;i+;p=NULL;p=c0;for(j=0;j<i;j+)printf("%s n",cj);exec_errorno = execvp(p,c);/如果 exec 函数返回，表明没有正常执行命令 /只有在这种情况下， 才会执行下面的打印错误信息perror(command);exit(exec_errorno);else/父进程，等待子进程结束，并打印子进程的返回值wait(&rtn);printf("n Value returned from child process, rtn =%dn",rtn);printf("WEXITSTATUS(rtn) = %dn",WEXITSTATUS(rtn);return 0;【实验测试结果及分析】此程序通过对execvp()函数的调用，使得通过输入命令被执行。输入的命令用fgets()存入command字符串中，然后反复调用strtok()函数，分割所得字符串，达到将命令分割的目的，使得多命令行参数得以实现。【运行结果】【收获及体会】实验指导书在实验调试和分析的过程中，我越来越懂得自学能力和自我独立解决问题的重要性。在以后的实验和学习中，我会不断的加强对这方面的训练。【参考资料】实验指导书实验五 线程间的互斥与同步【实验目的】理解 POSIX 线程（Pthread）互斥锁和 POSIX 信号量机制，学习它们的使用方法；编写程序，实现多个 POSIX 线程的同步控制。【实验内容】创建 4 个 POSIX 线程。其中 2 个线程(A 和 B)分别从 2 个数据文件(data1.txt 和 data2.txt)读取 10 个整数. 线程 A 和 B 把从文件中读取的逐一整数放入一个缓冲池. 缓冲池由 n 个缓冲区构成（n=5，并可以方便地调整为其他值），每个缓冲区可以存放一个整数。另外 2 个线程，C 和 D，各从缓冲池读取 10 数据。线程 C、D 每读出 2 个数据，分别求出它们的和或乘积，并打印输出。提示：（1）在创建 4 个线程当中，A 和 B 是生产者，负责从文件读取数据到公共的缓冲区，C 和 D 是消费者，从缓冲区读取数据然后作不同的计算（加和乘运算）。使用互斥锁和信号量控制这些线程的同步。不限制线程 C 和 D 从缓冲区得到的数据来自哪个文件。（2）在生产者线程中，确保从文件读出数据以后，再去“生产”。在开始设计和实现之前，务必认真阅读下列内容：l 课本 6.8.4 节；l 讲义（课堂 PPT）中关于“生产者-消费者问题”的部分；l 课本第 6 章后面的编程项目生产者-消费者问题。【实验要求】 按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。【实验设计】#include <stdio.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#define NUM_THREADS 5int buffer5;int in = 0; /写入标识int out = 0;
