【此后无良辰】实验3 进程的创建

article/2025/10/1 16:37:43

实验目的

了解操作系统中内核程序和应用程序之间的关系；了解操作系统创建进程的过程；掌握在应用程序中创建进程的方法。

实验内容与记录

3.1 复制SDK文件夹的目的是什么？尝试在复制后把本地所生成的EOS内核项目文件夹删除，应用程序执行是否会受到影响？如果发生错误请进行记录并说明原因。如果无错误也请说明原因。
（1）EOS SDK文件夹主要是供EOS应用程序使用。EOS内核提供的API函数及重要数据类型的定义都是通过将相关的头文件复制到SDK文件夹中，然后EOS应用程序再包含SDK文件夹中的这些头文件，使EOS应用程序能够调用API函数，或者使用已经定义好的数据类型来定义变量。同时，SDK文件夹中还保存了Debug和Release版本的EOS的二进制文件，分别供Debug和Release版本的EOS应用程序使用。

（2）应用程序的执行没有影响，该文件已在应用程序中，无需再通过内核调用，可直接调用应用程序中，因而删除内核项目文件夹应用程序执行不会受到影响。
但如果使用F5调试则会出现问题，因为原来的文件
已经被删除了，会出现找不到原项目也就是路径错误。
如下图所示：
在这里插入图片描述

原：3…2 EOSApp和Hello两个程序的区别是什么？请调整顺序让操作系统启动后自动执行Hello，再从命令行执行EOSApp，并截图证明结果。
在执行后，打开floppy添加可执行文件执行会报错
在这里插入图片描述

现：3.2 EOSApp和Hello两个程序内容上的区别是什么？磁盘上Autorun.txt文件中写入的是哪一个程序？可以尝试建立一个Hello的应用程序项目自动写入Autorun.txt并让它先执行，将EOSApp的内容编译成一个可执行文件提前放入磁盘中，采用命令行方式执行。并截图证明结果。
注：程序输出的Without nights为自己昵称，证明是自己做的
（1）当打开的项目名字为EOSApp时，EOSApp就是系统默认自动执行的文件，而Hello程序需要手动输入执行。
（2）当创建的项目名字是Hello时，Autorun.txt写入的为Hello.exe
如下图所示：
在这里插入图片描述

（3）将EOSAPP1的内容编译成一个可执行文件提前放入磁盘中如下图所示：
在这里插入图片描述

Hello先执行了，并且采用命令行输入EOSAPP1.exe可以执行EOSAPP1
注：输出的Without nights为自己昵称，证明是自己做的
在这里插入图片描述

3.3 记录并解释CreateProcess函数的参数。
EOS提供了一个用于创建进程的API函数CreateProcess，EOS应用程序可以调用此函数为一个可执行文件（应用程序）创建进程。CreateProcess函数定义如下
在这里插入图片描述

①ImageName : 用来指定应用程序的可执行文件的路径和名称。EOS会使用指定的可执行文件创建一个进程。此参数不能为空指针（NULL）。例如，如果要使用软盘根目录下的可执行文件Hello.exe创建进程，可以将此参数设置为”A:\Hello.exe”
②参数CmdLine：应用程序的命令行参数，如果应用程序不需要任何参数，可以设置此参数为空指针（NULL）。
③参数CreateFlags：用于标识标志，以便用于规定如何来创建新进程。
④参数StartupInfo：是一个STARTUPINFO结构体变量的指针。STARTUPINFO结构体在inc/eosdef.h文件中定义如下：
在这里插入图片描述

在此结构体中定义了子进程需要用到的标准句柄（标准输入、标准输出、标准错误）。在调用CreateProcess函数之前，应该首先定义一个STARTUPINFO结构体的变量，在正确初始化此变量的各个成员后，才能将此变量的指针做为参数传入CreateProcess函数。例如在调用CreateProcess函数之前，先调用三次GetStdHandle函数（分别使用参数STD_INPUT_HANDLE、STD_OUTPUT_HANDLE和STD_ERROR_HANDLE）来得到父进程拥有的标准句柄，然后将这些句柄分别赋值给STARTUPINFO结构体变量对应的成员，这样，子进程和父进程就可以使用相同的标准句柄了。
⑤参数ProcInfo是一个PPROCESS_INFORMATION结构体变量的指针，用来返回子进程的信息。PPROCESS_INFORMATION结构体在eosdef.h文件中定义如下：
在这里插入图片描述

在调用CreateProcess函数之前，应该首先定义一个PPROCESS_INFORMATION结构体的变量，然后将此变量的指针做为参数传入CreateProcess函数，用来返回子进程的信息。子进程创建成功后，父进程可以调用WaitForSingleObject函数，并将PPROCESS_INFORMATION结构体变量的ProcessHandle成员（子进程句柄）做为第一个参数，将INFINITE做为第二个参数。这样WaitForSingleObject函数将一直等待，直到子进程执行完毕后才会返回。待WaitForSingleObject函数返回后，可以调用GetExitCodeProcess函数来得到子进程的退出码，从而判断子进程执行的结果。最后，如果不再使用子进程的句柄，应该调用函数CloseHandle关闭由此参数返回的子进程句柄和子进程的主线程句柄。

3.4 截图记录子进程执行时和允许结束时候的进程列表，并说明截图时调试指向的代码
（1）子进程执行时：指向54行
在这里插入图片描述

（2）允许结束时：指向第59、60、65行，66行时子进程已经结束
在这里插入图片描述

3.5 绘制进程创建过程的流程图
在这里插入图片描述

3.6 请截图记录多个进程并发执行的结果，并尝试修改程序以体现程序执行的异步性，请给出修改策略以及相应执行截图。
（1）并发执行：
在这里插入图片描述

（2）异步执行：
修改sleep的时间，以达到异步
注：输出的Without nights为自己昵称，证明是自己做的
在这里插入图片描述

但此时还不是真正的异步，所谓异步性是指进程以不可预知的速度向前推进。内存中的每个进程何时执行,何时暂停,以怎样的速度向前推进,每道程序总共需要多少时间才能完成等,都是不可预知的。
需要将hello的程序中sleep的时间变成随机数，才能模拟程序不可预知的速度前进，sleep函数的参数需要用到随机数生成，但是由于软件中的C语言库中不包含随机数生成函数，故未成功实现真实的异步性，若是支持C语言自带的随机数生成函数
hello代码应该为：
在这里插入图片描述

3.7 绘制创建线程过程的流程图
在这里插入图片描述

实验思考题

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。（主要程序部分截图以及程序执行结果截图）
注：输出的Without nights为自己昵称，证明是自己做的
（1）主要程序部分截图：
在这里插入图片描述

（2）执行结果截图：

在这里插入图片描述

（选作）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。
①PspCreateProcessEnvironment:
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。
②PspLoadProcessIma:
将进程的可执行映像加载到了进程的地址空间中。
③PspCreateThread:
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，加载可执行映像之前必须已经为进程创建了地址空间，这样才能够确定可执行映像可以被加载到内存的什么位置；而且在创建主线程之前必须已经加载了可执行映像，这样主线程才能够知道自己要从哪里开始执行，执行哪些指令。