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。