西南交通大学【操作系统实验2】

news2025/11/4 10:39:18

实验目的

  1. 本实验要求学生了解什么是信号，掌握软中断的基本原理；掌握中断信号的使用、进程的创建以及系统计时器的使用。
  2. 通过对本实验的学习，学生能够学会进程的创建方法，更能加深对Linux中的信号机制的认识，并会使用软中断信号来实现进程间的通信。

实验内容

学生根据test2.c理解以下内容：

  1. 1.父进程接受到软中断信号（SIGQUIT）后，向其子进程分别发送整数值为    16的软中断信号，子进程获得对应软中断信号后，终止运行。
  2. 2.父进程调用wait()函数等待子进程终止，然后自我终止。
  3. 3.由父进程创建一个子进程，通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发
  4. 送SIGQUIT软中断信号发送给父进程。

编程实现以下内容：

  1. 1.由一个父进程创建两个子进程，之后通过终端输入Crtl+\组合键向父进
  2. 程发送软中断信号，终止两个子进程以及父进程。
  3. 2.由一个父进程创建一个子进程，之后该子进程再创建一个孙进程，通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发送软中断信号，依次终止孙进程、子进程、父进程。

实验环境

Ubuntu 12.04 LTS

Device name: oslinux-virtual-machine

Memory: 1001.2MiB

Processor: 13th Gen Intel Core i5-13500HX

Graphics: Unknown

OS type: 32-bit

Disk: 20.3GB

实验步骤

实验 1：编译并运行程序test2.c，当按下Crtl+\组合键时，打印出子进程结束的信息，最后打印出父进程结束的信息。

  1. 1.创建一个子进程；
  2. 2.子进程分别等待信号16，如果收到信号则显示结束信息，并发出结束信号；
  3. 3.父进程等待SIGQUIT信号，如果收到信号则向子进程发送信号16，接着    等子进程结束，如果都结束了则显示结束信息，并退出进程。

实验2：编写两种三个进程通信情况。

  1. 1.由一个父进程创建两个子进程，之后通过终端输入Crtl+\组合键向父进    程发送软中断信号，终止两 个子进程以及父进程。
  2. 2.由一个父进程创建一个子进程，之后该子进程再创建一个孙进程，通过   终端输入Crtl+\组合键向父进程发送软中断信号，依次终止孙进程、子     进程、父进程。
  3. 3.实验报告附程序源码及对重要代码语句的解释和程序运行结果。

实验结果

结果展示

test2运行结果

进程14571由父进程14570创建，输入Crtl+\后，子进程14571被父进程终止，随后父进程终止。

实验2第一种情况运行结果

子进程14763和14764由父进程14762创建，输入Crtl+\后，子进程分别被父进程终止，随后父进程终止。

实验2第二种情况运行结果

子进程15325由父进程创建，孙进程15326由子进程15325创建，输入Crtl+\后，孙进程被子进程终止，子进程被父进程终止，随后父进程终止。

核心代码

实验2第一种情况源码

#include<cstdio>

#include<cstdlib>

#include<csignal>

#include<unistd.h>

#include <sys/wait.h>

#include "iostream"



using namespace std;



void waiting();

void stop();

int wait_mark;



int main()

{

    pid_t p1, p2;

    p1 = fork();

    if (p1 != 0) {             // if p1 is parent process

        lockf(1, 1, 0);

        cout << "Parent Process " << getpid() << endl;

        lockf(1, 0, 0);

        wait_mark = 1;

        ::signal(SIGQUIT, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));

        p2 = fork();

        if (p2 == 0) {           // if p2 is child process

            lockf(1, 1, 0);

            cout << "Child Process " << getpid() << " created by " << getppid() << endl;

            lockf(1, 0, 0);



            ::signal(SIGQUIT, SIG_IGN);

            wait_mark = 1;

            ::signal(16, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));

            waiting();



            lockf(1, 1 , 0);

            cout << "Child Process " << getpid() << " is killed by parent " << getppid() << endl;

            lockf(1, 0, 0);

            ::exit(0);

        }

        waiting();

        kill(p1, 16);               // send signal 16 to end the process p1

        wait(NULL);

        kill(p2, 16);                // send signal 16 to end the process p2

        wait(NULL);

        lockf(1, 1, 0);

        cout << "parent process if killed" << endl;

        lockf(1, 0, 0);

        ::exit(0);

    } else if (p1 == 0) {             // if p1 is child process

        lockf(1, 1, 0);

        cout << "Child Process " << getpid() << " created by " << getppid() << endl;

        lockf(1, 0, 0);



        ::signal(SIGQUIT, SIG_IGN);

        wait_mark = 1;

        ::signal(16, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));

        waiting();



        lockf(1, 1 , 0);

        cout << "Child Process " << getpid() << " is killed by parent " << getppid() << endl;

        lockf(1, 0, 0);

        ::exit(0);

    }

    return 0;

}

void waiting( )

{

    while (wait_mark != 0);

}

void stop()

{

    wait_mark=0;

}

实验2第二种情况源码

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

#include <sys/wait.h>



void waiting();



void stop();



int wait_mark;



int main() {

    int p1, p2;

    while ((p1 = fork()) == -1);

    if (p1 > 0)                             //if p1 is parent process

    {

        lockf(1, 1, 0);

        printf("parent process is %d \n", getpid());

        lockf(1, 0, 0);



        wait_mark = 1;

        signal(SIGQUIT, stop);

        waiting();

        kill(p1, 16);                    //send signal 16 to end the process p1

        wait(0);                       //waiting for the ending of p1



        lockf(1, 1, 0);

        printf("parent process is killed!\n");

        lockf(1, 0, 0);



        exit(0);                       //quit from the parent process



    } else                             //if p1 is child process

    {

        while ((p2 = fork()) == -1);

        if (p2 > 0)                     //if p2 is parent process

        {

            lockf(1, 1, 0);

            printf("child process %d is created by the parent %d \n", getpid(), getppid());

            lockf(1, 0, 0);

            signal(SIGQUIT, SIG_IGN);

            wait_mark = 1;

            signal(16, stop);

            waiting();

            kill(p2, 16);                    //send signal 16 to end the process p2

            wait(0);                       //waiting for the ending of p2

            lockf(1, 1, 0);

            printf("child process %d is killed by parent %d \n", getpid(), getppid());

            lockf(1, 0, 0);

            exit(0);                             // p1 quit

        } else                           //if p2 is child process

        {

            lockf(1, 1, 0);

            printf("grandson process %d is created by the parent %d \n", getpid(), getppid());

            lockf(1, 0, 0);



            signal(SIGQUIT, SIG_IGN);

            wait_mark = 1;

            signal(16, stop);

            waiting();



            lockf(1, 1, 0);

            printf("grandson process %d is killed by parent %d \n", getpid(), getppid());

            lockf(1, 0, 0);

            exit(0);                          // p2 quit

        }

    }

    return 0;

}



void waiting() {

    while (wait_mark != 0);

}



void stop() {

    wait_mark = 0;

}

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