操作系统实验三 进程的创建

课程名称 实验项目名称 学号 姓名 学生所在学院 操作系统实验 进程的创建 软件学院 年级 专业 指导教师 2011级 软件工程 王红滨 课程编号 0920311 实验室名称地点 软件工程实验室 21B282

哈尔滨工程大学 软件学院

第一讲 实验环境的使用

一、实验概述

1. 实验名称 进程的创建 2. 实验目的

练习使用EOS API函数 CreateProcess创建一个进程，掌握创建进程的方法，理解进程和程序的区别。

调试跟踪 CreateProcess函数的执行过程，了解进程的创建过程，理解进程是资源分配的单位。

3. 实验类型（验证、设计） 验证 4. 实验内容

准备实验 练习使用控制台命令创建EOS应用程序的进程 练习通过编程的方式让应用程序创建另一个应用程序的进程 调试CreateProcess函数 调试PsCreateProcess函数 练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程 1

二、实验环境 操作系统：windows xp

编译环境：OS Lab

语言：汇编语言、C语言

三、实验过程（每次实验不一定下面6条都写，根据实际情况定）

1.设计思路和流程图

定义调用CreateProcess函数需要使用的 结构体变量（包括STARTUPINFO和

PROCESS_INFORMATION结构体） main函数开始

调用三次GetStdHandle函数获取父进程 的标准输入、输出、错误句柄，赋值给 STARTUPINFO结构体变量的对应成员 调用CreateProcess函数创建软盘中应用 程序Hello.exe的进程 创建 失败

成功

成功？ 调用WaitForSingleObject函数等待子进程结束 调用GetLastError函数得到错 误码，并将错误码打印输出 调用GetExitCodeProcess函数得到子进 的退出码，并将退出码打印输出 2

将main函数的返回值设置为 非0，表示应用程序执行失败

调用CloseHandle函数关闭子进程句柄和 子进程的主线程句柄 main函数返回 main函数流程图 2. 需要解决的问题及解答

(1)在源代码文件NewTwoProc.c提供的源代码基础上进行修改，要求使用hello.exe同时创建10个进程。提示：可以使用PROCESS_INFORMATION类型定义一个有10个元素的数组，每一个元素对应一个进程。使用一个循环创建10个子进程，然后再使用一个循环等待10个子进程结束，得到退出码后关闭句柄。

答：后文中，有此题解决方案。

尝试根据之前对PsCreateProcess函数和PspCreateProcessEnvironment函数执行过程的跟踪调试，绘制一幅进程创建过程的流程图。

开始 创建进程的地址空间 创建进程控制块 为进程创建了地址空间 为进程分配了句柄表 PsploadprocessImage是将进程的可执行映像加载到了进程的地址空间中 3

PspCreateThread创建了进程的主线程 结束 (3)在PsCreateProcess函数中调用了PspCreateProcessEnvironment函数后又先后调用了PspLoadProcessImage和PspCreateThread函数，学习这些函数的主要功能。能够交换这些函数被调用的顺序吗？思考其中的原因。 答：PspCreateProcessEnvironment的主要功能是创建进程控制块

并且为进

程创建了地址空间和分配了句柄表。PspLoadProcessImage是将进程的可执行映像加载到了进程的地址空间中。PspCreateThread创建了进程的主线程。这三个函数被调用的顺序是不能够改变的须已经为进程创建了地址空间的什么位置

就向上面描述的

加载可执行映像之前必

这样主线程才能

这样才能够确定可执行映像可以被加载到内存

在创建主线程之前必须已经加载了可执行映像

够知道自己要从哪里开始执行，执行哪些指令。因此不能交换他们的顺序。 3.主要数据结构、实现代码及其说明

主要定义一个有10个元素的数组，每一个元素对应一个进程。使用一个循环创建10个子进程，然后再使用一个循环等待10个子进程结束，得到退出码后关闭句柄

4.源程序并附上注释 #include \"EOSApp.h\" //

// main 函数参数的意义：

// argc - argv 数组的长度，大小至少为 1，argc - 1 为命令行参数的数量。 // argv - 字符串指针数组，数组长度为命令行参数个数 + 1。其中 argv[0] 固定指向当前

// 进程所执行的可执行文件的路径字符串，argv[1] 及其后面的指针指向各个命令行 // 参数。

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// 例如通过命令行内容 \"a:\\hello.exe -a -b\" 启动进程后，hello.exe 的 main 函

// 数的参数 argc 的值为 3，argv[0] 指向字符串 \"a:\\hello.exe\"，argv[1] 指向

// 参数字符串 \"-a\"，argv[2] 指向参数字符串 \"-b\"。 //

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

int i; //

// 启动调试 EOS 应用程序前要特别注意下面的问题： //

// 1、如果要在调试应用程序时能够调试进入内核并显示对应的源码， // 必须使用 EOS 核心项目编译生成完全版本的 SDK 文件夹，然 // 后使用此文件夹覆盖应用程序项目中的 SDK 文件夹，并且 EOS // 核心项目在磁盘上的位置不能改变。 //

// 2、在启动调试应用程序之前必须首先删除/禁用所有的断点，在断 // 点中断 (int 3) 被命中后才能重新添加/启用断点，否则启动 // 调试会失败。 //

STARTUPINFO StartupInfo; PROCESS_INFORMATION P[10]; ULONG ulExitCode; // 子进程退出码

INT nResult = 0; // main 函数返回值。0 表示成功，非 0 表示失败。

BOOL num[10]; #ifdef _DEBUG

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__asm(\"int $3\\n nop\");

#endif

printf(\"Create ten processes and wait for the processes exit...\\n\\n\"); //

// 使子进程和父进程使用相同的标准句柄。 //

StartupInfo.StdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE); StartupInfo.StdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); StartupInfo.StdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE); //

// 为一个应用程序同时创建十个子进程。 //

for( i=0;i<10;i++){ }

for(i=0;i<10;i++){ }

for(i=0;i<10;i++){

//

// 得到并输出子进程的退出码。 //

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num[i]=CreateProcess(\"A:\\\\Hello.exe\

if(num[i]){ //

// 创建子进程成功，等待子进程运行结束。 // }

WaitForSingleObject(P[i].ProcessHandle, INFINITE);

if(num[i]){

}

}

}

GetExitCodeProcess(P[i].ProcessHandle, &ulExitCode); printf(\"\\nThe process %d exit with %d.\\n\

for(i=0;i<10;i++){ }

for(i=0;i<10;i++){ }

return nResult;

5.程序运行时的初值和运行结果

a.使用控制台命令创建EOS应用程序进程

if(!num[i]){ }

printf(\"CreateProcess Failed, Error code: 0x%X.\\n\nResult = 1; if(num[i]){ //

// 关闭不再使用的句柄。 // }

CloseHandle(P[i].ProcessHandle); CloseHandle(P[i].ThreadHandle);

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b.查看应用程序创建另一个应用程序的进程的执行结果:

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c.调试进程控制块的创建过程

将鼠标移动到“监视”窗口中此表达式的“值”属性上，会弹出一个临时窗口，在临时窗口中会按照进程控制块的结构显示各个成员变量的值（可以参考PROCESS结构体的定义）。由于只是新建了进程控制块，还没有初始化其中成员变量，所以值都为0。

d.接下来调试初始化进程控制块中各个成员变量的过程:

1.创建进程的地址空间，即4G虚拟地址空间。在代码行（create.c文件的第437行） NewProcess->Pas = MmCreateProcessAddressSpace(); 添加一个断点。

2.按F5继续调试，到此断点处中断。 3.按F10执行此行代码后中断。

4.在“监视”窗口中查看进程控制块的成员变量Pas的值已经不再是0。说明已经初始化了进程的4G虚拟地址空间。

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使用F10一步步调试PspCreateProcessEnvironment函数中后面的代码，在调试的过程中根据执行的源代码，查看“监视”窗口中*NewProcess表达式的值结果如下：

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按 F5继续执行，EOS内核会为刚刚初始化完毕的进程控制块新建一个进程。激活虚拟机窗口查看新建进程执行的结果。

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e. 练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程

使用 OS Lab打开本实验文件夹中的参考源代码文件NewTwoProc.c，仔细阅读此文件中的源代码。使用NewTwoProc.c文件中的源代码替换 EOS 应用程序项目中 EOSApp.c 文件内的源代码，生成后启动调试，查看多个进程并发执行的结果。

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四、实验体会

在本次实验中，学会了进程控制块中的各个进程控制的运行情况，知道了在程序运行控制过程中各个模块的变化情况。也学会了通过监视的方法来观察地址的变化。本次实验中最大的问题便是用hello.exe同时创建10个进程，因为编程基础不太好，花费了很长一段时间才通过编译，并对细节做了部分修正才运行成功，以后要加强编程方面的训练。

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