Linux实验三：进程创建与执行 fork+execve详解

操作系统实验指导书-实验三(发布版)是一份针对计算机学院学生设计的实践性课程，旨在帮助学生深入理解操作系统中进程管理和程序执行的核心概念。本实验的重点集中在Linux系统中的两个关键系统调用：fork和execve。 【实验目的】： 1. 理解fork系统调用：学生需要通过学习和分析《Linux内核完全注释》第5章的内容，理解fork()是如何在内核层面创建一个新进程的，它如何复制当前进程的内存空间，以及如何设置新的进程控制块（PCB）以区分父进程和子进程。 2. 掌握execve系统调用：学生需研究kernel/sched.c中的execve函数，了解它是如何替换当前进程的程序计数器（PC），加载并执行新指定的程序，实现进程的程序更新。 3. 调试跟踪：学生要通过《Linux内核实验教程》实验五的步骤，亲手进行fork和execve的调试与跟踪，以实际操作加深对系统调用执行流程的理解。 预习内容： - Linux进程控制原理：包括进程的生命周期、状态转换和调度策略，理解进程在分时系统中的工作方式。 - 进程数据结构：深入理解task_struct（进程控制块）的定义，关注其包含的重要信息，如进程ID、上下文信息、堆栈指针等。 - fork.c源代码分析：阅读fork函数的源代码，观察其内部逻辑，包括如何创建新的task_struct实例，以及资源的复制和初始化。 - 实验步骤实践：按照实验指导，逐步操作，亲手创建和管理子进程，同时理解如何通过execve切换到新的程序执行。 在整个实验过程中，学生需要掌握的知识点包括： 5.1 Linux进程管理概述：理解进程的概念，区分程序和进程，以及进程在多任务环境下的工作方式。 - 进程生命周期：了解进程的创建、运行、阻塞、挂起和终止等阶段。 - 进程调度：熟悉抢占式和非抢占式的调度算法，以及时间片轮转等调度策略。 通过这个实验，学生不仅可以增强理论知识，还能提高编程技能和调试能力，进一步熟悉Linux操作系统底层的工作机制。