操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)三 進(jìn)程的創(chuàng)建

1、操作系統(tǒng)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程編號(hào)0920311實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱進(jìn)程的創(chuàng)建學(xué)號(hào)年級(jí)2011級(jí)姓名專業(yè)軟件工程學(xué)生所在學(xué)院軟件學(xué)院指導(dǎo)教師王紅濱實(shí)驗(yàn)室名稱地點(diǎn)軟件工程實(shí)驗(yàn)室 21B282 哈爾濱工程大學(xué)軟件學(xué)院第一講 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的使用一、實(shí)驗(yàn)概述1. 實(shí)驗(yàn)名稱進(jìn)程的創(chuàng)建2. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康木毩?xí)使用EOS API函數(shù) CreateProcess創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，掌握創(chuàng)建進(jìn)程的方法，理解進(jìn)程和程序的區(qū)別。 調(diào)試跟蹤 CreateProcess函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程，了解進(jìn)程的創(chuàng)建過(guò)程，理解進(jìn)程是資源分配的單位。 3. 實(shí)驗(yàn)類型（驗(yàn)證、設(shè)計(jì)）驗(yàn)證4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)練習(xí)使用控制臺(tái)命令創(chuàng)建EOS應(yīng)用程序的進(jìn)程

2、練習(xí)通過(guò)編程的方式讓應(yīng)用程序創(chuàng)建另一個(gè)應(yīng)用程序的進(jìn)程調(diào)試CreateProcess函數(shù) 調(diào)試PsCreateProcess函數(shù) 練習(xí)通過(guò)編程的方式創(chuàng)建應(yīng)用程序的多個(gè)進(jìn)程二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境操作系統(tǒng)：windows xp編譯環(huán)境：OS Lab語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程（每次實(shí)驗(yàn)不一定下面6條都寫，根據(jù)實(shí)際情況定）1.設(shè)計(jì)思路和流程圖main函數(shù)開始 定義調(diào)用CreateProcess函數(shù)需要使用的 結(jié)構(gòu)體變量（包括STARTUPINFO和 PROCESS_INFORMATION結(jié)構(gòu)體） 調(diào)用三次GetStdHandle函數(shù)獲取父進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入、輸出、錯(cuò)誤句柄，賦值給STARTUPINFO結(jié)構(gòu)體變

3、量的對(duì)應(yīng)成員 調(diào)用CreateProcess函數(shù)創(chuàng)建軟盤中應(yīng)用程序Hello.exe的進(jìn)程創(chuàng)建成功？ 失敗 成功調(diào)用GetLastError函數(shù)得到錯(cuò)誤碼，并將錯(cuò)誤碼打印輸出調(diào)用WaitForSingleObject函數(shù)等待子進(jìn)程結(jié)束將main函數(shù)的返回值設(shè)置為非0，表示應(yīng)用程序執(zhí)行失敗調(diào)用GetExitCodeProcess函數(shù)得到子進(jìn)的退出碼，并將退出碼打印輸出調(diào)用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉子進(jìn)程句柄和子進(jìn)程的主線程句柄main函數(shù)返回 main函數(shù)流程圖 2. 需要解決的問(wèn)題及解答(1)在源代碼文件NewTwoProc.c提供的源代碼基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，要求使用hello.exe同時(shí)創(chuàng)建

4、10個(gè)進(jìn)程。提示：可以使用PROCESS_INFORMATION類型定義一個(gè)有10個(gè)元素的數(shù)組，每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程。使用一個(gè)循環(huán)創(chuàng)建10個(gè)子進(jìn)程，然后再使用一個(gè)循環(huán)等待10個(gè)子進(jìn)程結(jié)束，得到退出碼后關(guān)閉句柄。答：后文中，有此題解決方案。嘗試根據(jù)之前對(duì)PsCreateProcess函數(shù)和PspCreateProcessEnvironment函數(shù)執(zhí)行過(guò)程的跟蹤調(diào)試，繪制一幅進(jìn)程創(chuàng)建過(guò)程的流程圖。開始 創(chuàng)建進(jìn)程的地址空間創(chuàng)建進(jìn)程控制塊為進(jìn)程創(chuàng)建了地址空間 為進(jìn)程分配了句柄表PsploadprocessImage是將進(jìn)程的可執(zhí)行映像加載到了進(jìn)程的地址空間中PspCreateThread創(chuàng)建了進(jìn)程的

5、主線程結(jié)束(3)在PsCreateProcess函數(shù)中調(diào)用了PspCreateProcessEnvironment函數(shù)后又先后調(diào)用了PspLoadProcessImage和PspCreateThread函數(shù)，學(xué)習(xí)這些函數(shù)的主要功能。能夠交換這些函數(shù)被調(diào)用的順序嗎？思考其中的原因。 答：PspCreateProcessEnvironment的主要功能是創(chuàng)建進(jìn)程控制塊并且為進(jìn)程創(chuàng)建了地址空間和分配了句柄表。PspLoadProcessImage是將進(jìn)程的可執(zhí)行映像加載到了進(jìn)程的地址空間中。PspCreateThread創(chuàng)建了進(jìn)程的主線程。這三個(gè)函數(shù)被調(diào)用的順序是不能夠改變的就向上面描述的加載可執(zhí)行

6、映像之前必須已經(jīng)為進(jìn)程創(chuàng)建了地址空間這樣才能夠確定可執(zhí)行映像可以被加載到內(nèi)存的什么位置在創(chuàng)建主線程之前必須已經(jīng)加載了可執(zhí)行映像這樣主線程才能夠知道自己要從哪里開始執(zhí)行，執(zhí)行哪些指令。因此不能交換他們的順序。 3.主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)代碼及其說(shuō)明 主要定義一個(gè)有10個(gè)元素的數(shù)組，每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程。使用一個(gè)循環(huán)創(chuàng)建10個(gè)子進(jìn)程，然后再使用一個(gè)循環(huán)等待10個(gè)子進(jìn)程結(jié)束，得到退出碼后關(guān)閉句柄4.源程序并附上注釋#include "EOSApp.h"/ main 函數(shù)參數(shù)的意義：/ argc - argv 數(shù)組的長(zhǎng)度，大小至少為 1，argc - 1 為命令行參數(shù)的數(shù)量。/ ar

7、gv - 字符串指針數(shù)組，數(shù)組長(zhǎng)度為命令行參數(shù)個(gè)數(shù) + 1。其中 argv0 固定指向當(dāng)前/ 進(jìn)程所執(zhí)行的可執(zhí)行文件的路徑字符串，argv1 及其后面的指針指向各個(gè)命令行/ 參數(shù)。/ 例如通過(guò)命令行內(nèi)容 "a:hello.exe -a -b" 啟動(dòng)進(jìn)程后，hello.exe 的 main 函/ 數(shù)的參數(shù) argc 的值為 3，argv0 指向字符串 "a:hello.exe"，argv1 指向/ 參數(shù)字符串 "-a"，argv2 指向參數(shù)字符串 "-b"。/int main(int argc, char* argv

8、)int i;/ 啟動(dòng)調(diào)試 EOS 應(yīng)用程序前要特別注意下面的問(wèn)題：/ 1、如果要在調(diào)試應(yīng)用程序時(shí)能夠調(diào)試進(jìn)入內(nèi)核并顯示對(duì)應(yīng)的源碼，/ 必須使用 EOS 核心項(xiàng)目編譯生成完全版本的 SDK 文件夾，然/ 后使用此文件夾覆蓋應(yīng)用程序項(xiàng)目中的 SDK 文件夾，并且 EOS/ 核心項(xiàng)目在磁盤上的位置不能改變。/ 2、在啟動(dòng)調(diào)試應(yīng)用程序之前必須首先刪除/禁用所有的斷點(diǎn)，在斷/ 點(diǎn)中斷 (int 3) 被命中后才能重新添加/啟用斷點(diǎn)，否則啟動(dòng)/ 調(diào)試會(huì)失敗。/STARTUPINFO StartupInfo;PROCESS_INFORMATION P10;ULONG ulExitCode;/ 子進(jìn)程退出碼

9、INT nResult = 0;/ main 函數(shù)返回值。0 表示成功，非 0 表示失敗。 BOOL num10; #ifdef _DEBUG_asm("int $3n nop");#endifprintf("Create ten processes and wait for the processes exit.nn");/ 使子進(jìn)程和父進(jìn)程使用相同的標(biāo)準(zhǔn)句柄。/StartupInfo.StdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);StartupInfo.StdOutput = GetStdHandle(STD_O

10、UTPUT_HANDLE);StartupInfo.StdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);/ 為一個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)創(chuàng)建十個(gè)子進(jìn)程。/for( i=0;i<10;i+)numi=CreateProcess("A:Hello.exe", NULL, 0, &StartupInfo, &Pi);for(i=0;i<10;i+)if(numi)/ 創(chuàng)建子進(jìn)程成功，等待子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束。/WaitForSingleObject(Pi.ProcessHandle, INFINITE);for(i=0;i<10;

11、i+)if(numi)/ 得到并輸出子進(jìn)程的退出碼。/GetExitCodeProcess(Pi.ProcessHandle, &ulExitCode);printf("nThe process %d exit with %d.n", ulExitCode);for(i=0;i<10;i+)if(numi)/ 關(guān)閉不再使用的句柄。/CloseHandle(Pi.ProcessHandle);CloseHandle(Pi.ThreadHandle);for(i=0;i<10;i+)if(!numi)printf("CreateProcess Fa

12、iled, Error code: 0x%X.n", GetLastError();nResult = 1;return nResult;5.程序運(yùn)行時(shí)的初值和運(yùn)行結(jié)果a.使用控制臺(tái)命令創(chuàng)建EOS應(yīng)用程序進(jìn)程b.查看應(yīng)用程序創(chuàng)建另一個(gè)應(yīng)用程序的進(jìn)程的執(zhí)行結(jié)果:c.調(diào)試進(jìn)程控制塊的創(chuàng)建過(guò)程將鼠標(biāo)移動(dòng)到“監(jiān)視”窗口中此表達(dá)式的“值”屬性上，會(huì)彈出一個(gè)臨時(shí)窗口，在臨時(shí)窗口中會(huì)按照進(jìn)程控制塊的結(jié)構(gòu)顯示各個(gè)成員變量的值（可以參考PROCESS結(jié)構(gòu)體的定義）。由于只是新建了進(jìn)程控制塊，還沒(méi)有初始化其中成員變量，所以值都為0。 d.接下來(lái)調(diào)試初始化進(jìn)程控制塊中各個(gè)成員變量的過(guò)程:1.創(chuàng)建進(jìn)程的地址

13、空間，即4G虛擬地址空間。在代碼行（create.c文件的第437行） NewProcess->Pas = MmCreateProcessAddressSpace(); 添加一個(gè)斷點(diǎn)。2.按F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點(diǎn)處中斷。 3.按F10執(zhí)行此行代碼后中斷。 4.在“監(jiān)視”窗口中查看進(jìn)程控制塊的成員變量Pas的值已經(jīng)不再是0。說(shuō)明已經(jīng)初始化了進(jìn)程的4G虛擬地址空間。使用F10一步步調(diào)試PspCreateProcessEnvironment函數(shù)中后面的代碼，在調(diào)試的過(guò)程中根據(jù)執(zhí)行的源代碼，查看“監(jiān)視”窗口中*NewProcess表達(dá)式的值結(jié)果如下：按 F5繼續(xù)執(zhí)行，EOS內(nèi)核會(huì)為剛剛初始化完畢的進(jìn)程控制塊新建一個(gè)進(jìn)程。激活虛擬機(jī)窗口查看新建進(jìn)程執(zhí)行的結(jié)果。 e. 練習(xí)通過(guò)編程的方式創(chuàng)建應(yīng)用程序的多個(gè)進(jìn)程 使用 OS Lab打開本實(shí)驗(yàn)文件夾中的參考源代碼文件NewTwoProc.c，仔細(xì)閱讀此文件中的源代碼。使用NewTwoProc.c文件中的源代碼替換 EOS 應(yīng)