Linux操作系统实验指南：入门与系统调用详解

Linux操作系统实验讲义是针对操作系统课程中学生学习的重要实践环节，利用Linux这个开源且免费的类UNIX系统作为教学平台。Linux因其源代码公开，让学生能够深入理解和掌握操作系统的工作原理。在这个环境中，学生将进行一系列的实验操作，以提升对操作系统核心功能如进程管理、系统调用等的理解。 课程中的一个重要实验内容是学习和实践系统调用函数`fork()`，这是一个关键的进程创建工具。`fork()`函数原型定义在`<sys/types.h>`、`<unistd.h>`等头文件中，其声明如下： ```c int fork(); ``` `fork()`的主要作用是创建一个新的进程。当调用该函数时，如果返回值为0，则表示调用者（父进程）创建了子进程，此时子进程会继续执行后续代码，而父进程则返回0作为子进程的ID；如果返回一个正整数，则表示父进程创建了子进程，并返回子进程的ID；如果返回-1，则表示调用失败，errno变量会被设置为相应的错误代码。 以下是一个简单的`fork()`实验示例： ```c int main() { char buf[100]; pid_t child_pid; int fd; int status; // 打开文件操作 if ((fd = open("temp", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, S_IRWXU)) == -1) { printf("open error: %d\n", errno); exit(1); } strcpy(buf, "This is parent process write\n"); // 创建子进程 if ((child_pid = fork()) == 0) { // 子进程 strcpy(buf, "This is child process write\n"); printf("This is child process\n"); printf("My PID (child): %d\n", getpid()); // 打印子进程ID printf("Parent PID: %d\n", getppid()); // 打印父进程ID write(fd, buf, strlen(buf)); close(fd); exit(0); // 子进程结束 } else { // 父进程 // 处理子进程结果 wait(NULL); // 等待子进程结束 printf("Parent process continues...\n"); } } ``` 通过这个实验，学生可以理解进程的父子关系、进程控制和资源管理，以及基本的文件I/O操作。此外，实验还可能包括其他系统调用的学习，如`execve()`用于替换进程的可执行程序，`wait()`用于等待子进程结束等。在整个实验过程中，学生不仅增强了编程技能，也加深了对操作系统底层原理的认识，为后续的专业发展打下坚实基础。