实验三 进程基础实验

• 姓名：梁晓静 学号：1405010530 班级：计算机5班
• 报告提交日期：2016.4.11 报告提交截止日期：2016.4.11

一、实验题目

• 1、在Linux环境下，用c语音编写一个程序，以树状结构（即体现父子关系）输出系统当前所有进程。
• 2、修改do_fork函数，使用printk函数输出do_fork函数执行过程信息到日志。

二、实验目的

• 1.理解进程和程序、进程和线程的联系与区别；
• 2.熟悉进程的重要数据结构、进程的状态、进程的管理与控制及实现机制；
• 3.练习获取进程执行的相关信息，理解进程的执行过程。

三、实验平台

• 一台装有 Ubuntu 的计算机。

四、实验要求

• 在 Linux 下，用 C 语言自己编写一个程序，要求能以树状结构（即能体 现父子关系）打印出系统当前的所有进程；
• 重新编译内核，到源码fork.c中修改do_fork函数，调用printk函数输出程信息到日志。最后运行给定代码forktest.c，同时用另一个终端运行命令“tail-f/var/log/messages”观察输出信息。

五、实验思路和流程图

• 本实验通过采用在用户态运行 C 程序来打印进程树。Ubuntu系统的/proc 目 录下有一组以进程号pid为目录名的文件，每个目录包含了进程的具体信息，于是通过/proc目录获得各进程的父进程ppid，获得进程树的父亲表示，再将进程树的父亲表示转换成左孩子与右孩子，最后中序遍历二叉树，输出进程信息即可。

①创建pstree.c文件；

查看进程树的命令 pstree

②用 gcc工具编译源文件；

• $gcc –o pstree pstree.c

③运行编译好的可执行文件。

• $./pstree

实验运行结果如图所示

实验过程遇到的问题：


这些都是因为写程序的时候，粗心写错了几个地方，然后又仔仔细细对照源码改的，然而运行后...

• 这是乱码了么... 问了同学，说是代码错了，可是我又对照了一遍
  并没有错。所以复制粘贴了别人的就可以了...

• 创建forktest.c

#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>   
int main ()   
{   
    pid_t fpid; 
    int count=0;  
    fpid=fork();   
    if (fpid < 0)   
        printf("error in fork!");   
    else if (fpid == 0) {  
        printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid());   
        count++;  
    }  
    else {  
        printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());   
        count++;  
    }  
    printf("统计结果是: %d/n",count);  
    return 0;  
} 

• 找到fork.c并修改do_fork函数
  

  六、实验体会

  • 本实验的两个关键问题是如何得到系统进程树1号进程信息，如何由1号进程开始获取所以进程关联关系。解决途径是访问/proc目录，目录下有一组以进程号pid为目录名的文件，每个目录包含了进程的具体信息，于是通过/proc 目录获得各进程的父进程ppid，获得进程树的父亲表示，再将进程树的父亲表示转换成左孩子与右孩子，最后中序遍历二叉树，输出进程信息。
  • 通过本次实验，我熟悉了Linux系统下进程和线程的联系和区别，及线程的创建和调用。由于不知道怎么修改do_fork函数，所以第二个实验并没有完成，问了老师但并没有回，而且班上也没人会， 虽然这都是借口。

  七、程序清单

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
char default_path[1024]="/proc/";
int s=0;
typedef struct file_info
{
    int pid;    // 进程号
    int ppid;   // 父进程号
    char name[1024];    // 进程名称
    int flag;   // 进程标志
    int rec;    // 打印进程树时用来标记是几级进程的
}info;
int my_getpid(char *str)//获得进程号
{
    int len=strlen(str); char num[10]; int i,j,ret;
    if(strncmp(str,"Pid",3)==0)
    {   for(i=0;i<len;i++)
        {
         if(str[i]>='0'&&str[i]<='9')
         break;
        }
        for(j=0;j<len-i;j++)
            num[j]=str[i+j];
        ret=atoi(num);
    }
    else ret=0;
    return ret;
}
int my_getppid(char *str)   // 获得父进程号
{
    int len=strlen(str);
    char num[10];
    int i,j,ret;
    if(strncmp(str,"PPid",4)==0)
    {
        for(i=0;i<len;i++)
        {
        if(str[i]>='0'&&str[i]<='9')
         break;
        }
    for(j=0;j<len-i;j++)
        num[j]=str[i+j];
    ret=atoi(num);
    }
    else ret=0;
    return ret;
}
int child_exist(info *file,int count,int ppid) //判断是否存在子进程
{
    int i; 
    for(i=0;i<count;i++)
    {
        if(file[i].flag==0&&file[i].ppid==ppid) return 1;
    }
    return 0;
}
void print_pstree(info *file,int count,int ppid,int rec)//打印进程树，用递归方法，中序遍历
{
    int i,j,k;
    for(i=0;i<count;i++)
    {
        if(file[i].flag==0&&file[i].ppid==ppid)
        {
            file[i].rec=rec+1;
            file[i].flag=1;
            for(k=0;k<rec;k++) printf("-");
            printf("%s\n",file[i].name);
            print_pstree(file,count,file[i].pid,file[i].rec);
        }
    }
}
int main()
{
    int i,j,k,total,s1,s2,count,t;
    char str[1024],dir[1024];
    struct dirent **namelist;
    strcpy(dir,default_path);
    total = scandir(dir, &namelist, 0, alphasort);
    printf("path=%s,total=%d\n",dir,total);
    for(i=0;i<total;i++)
    {
        strcpy(str,namelist[i]->d_name);
        if(str[0]>='0'&&str[0]<='9')
        count++;
    }
    printf("进程数:%d\n",count);
    info file[1024];
    i=0;t=0;
    while(i<total)
    {
        FILE *fp;
        char path[1024],name[1024];
        int pid,ppid;
        strcpy(str,namelist[i]->d_name);
        strcpy(path,default_path);
        if(str[0]>='0'&&str[0]<='9')
        {
            strcat(path,str);
            strcat(path,"/status");
            fp=fopen(path,"r");
            while(!feof(fp))
            {
                fgets(str,1024,fp);//pid
                if((s1=my_getpid(str))!=0)
                pid=s1;//ppid
                if((s2=my_getppid(str))!=0)
                ppid=s2;//name
                if(strncmp(str,"Name",4)==0)
                {
                     for(j=4;j<strlen(str);j++)
                     {
                         if(str[j]>='a'&&str[j]<='z')
                            break;
                     }
                    for(k=j;k<strlen(str);k++)
                     name[k-j]=str[k];
                     name[k-j-1]='\0';
                }
                file[t].pid=pid;
                file[t].ppid=ppid;
                strcpy(file[t].name,name);
            }
            fclose(fp);
            t++;
        }
        i++; 
    }
    memset(&file->flag,0,count);
    memset(&file->rec,0,count);
    print_pstree(file,count,0,0);
}