操作系統(tǒng)實驗進程的創(chuàng)建heu

1、操作系統(tǒng)實驗報告課程名稱操作系統(tǒng)實驗課程編號0906553實驗項目名稱進程的創(chuàng)建學號年級姓名專業(yè)學生所在學院指導教師實驗室名稱地點哈爾濱工程大學計算機科學與技術(shù)學院第三講進程的創(chuàng)建、實驗概述1 .實驗名稱進程的創(chuàng)建2 .實驗?zāi)康? .練習使用EOSAPI函數(shù)CreateProcess創(chuàng)建一個進程，掌握創(chuàng)建進程的方法，理解進程和程序的 區(qū)別。2 .調(diào)試跟蹤CreateProcess函數(shù)的執(zhí)行過程，了解進程的創(chuàng)建過程，理解進程是資源 分配的單位3 .實驗類型驗證型實驗4 .實驗內(nèi)容(1)準備實驗(2)練習使用控制臺命令創(chuàng)建EOSE用程序的進程(3)練習通過編程的方式讓應(yīng)用程序創(chuàng)建另一應(yīng)用程序的進程

2、。(4)調(diào)試 Create Process 函數(shù)(5)調(diào)試 Ps Create Process 函數(shù)(6)練習通過編程的方式創(chuàng)建應(yīng)用程序的多個進程二、實驗環(huán)境EO豉驗系統(tǒng)，WINDOWS XP作系統(tǒng)三、實驗過程1.設(shè)計思路和流程圖創(chuàng)建EOSE用程序的進程2.3.算法實現(xiàn)創(chuàng)建另一4 EOSZ用程的-iSCreate調(diào) 試Ps-Create調(diào)試 Create需要解決的問題及解答1) .在源代碼文件NewTwoProc.c提供的源代碼基礎(chǔ)上進行修改，要求使用 hello.exe 同時創(chuàng)建10個進程答：參照實驗報告第 5, 6部分。2) .學習本書第5章中的5.2節(jié),了解關(guān)于線程的相關(guān)知識，然后嘗試調(diào)

3、試PspCreateThread 函數(shù)，觀察線程控制塊(TCB初始化的過程。3) .在 PsCreateProcess 函數(shù)中調(diào)用了 PspCreateProcessEnvironment函數(shù)后又先后調(diào)用了PspLoadProcessImage和PspCreateThread 函數(shù)，學習這些函數(shù)的主要功能。能夠交換這些函數(shù)被調(diào)用的順序嗎？思考其中的原因。答：PspCreateProcessEnvironment的主要功能是創(chuàng)建進程控制塊算并且為進程創(chuàng)建了地址空間和分配了句柄表。PspLoadProcessImage是將進程的可執(zhí)行映像加載到了進程的地址空間中。PspCreateThread創(chuàng)建

4、了進程的主線程。這三個函數(shù)被調(diào)用的順序是不能夠改變的押就向上面描述的鑄加載可執(zhí)行映像之前必須已經(jīng)為進程創(chuàng)建了地址空間，這樣才能夠確定可執(zhí)行映像可以被加載到內(nèi)存的什么位置。在創(chuàng)建主線程之前必須已經(jīng) 加載了可執(zhí)行映像，這樣主線程才能夠知道自己要從哪里開始執(zhí)行，執(zhí)行哪些指令。因此不能交換他們的順序。4) .實驗指導 P133-144嘗試根據(jù)之前對 PsCreateProcess函數(shù)和PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)執(zhí)行過程的 跟蹤調(diào)試，繪制一幅進程創(chuàng)建過程的流程圖。1 開始1創(chuàng)建講嚀的地址創(chuàng)建.程控1為進程分配將所需的地的映像加米到講程 甲建軍 4.主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、實表福

5、J說明 5.源程序并附上注釋1 ).滿足十個進程同時并行的，并且十個進程分別獨立的程序，其代碼設(shè)計如下#include "EOSApp.h"int main(int argc, char* argv口) STARTUPINFO StartupInfo;PROCESS_INFORMATION A10;ULONG ulExitCode; /子進程退出碼INT nResult = 0;/ main 函數(shù)返回值。0表示成功，非 0 表示失敗。#ifdef _DEBUG_asm("int $3n nop");#endifprintf("Create te

6、n processes and wait for the processes exitnn");StartupInfo.StdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);StartupInfo.StdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);StartupInfo.StdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);int x10,i=0;x10=0;for(i=0;i<10;i+)if(CreateProcess("A:Hello.exe", NULL

7、, 0, &StartupInfo, &Ai)=0)xi=1;for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)WaitForSingleObject(Ai.ProcessHandle, INFINITE);for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)GetExitCodeProcess(Ai.ProcessHandle, &ulExitCode);printf("nThe process %d exit with %d.n",i, ulExitCode);for(i=0;i<10;i+)if(x1=0)CloseHandle(A

8、i.ProcessHandle);CloseHandle(Ai.ThreadHandle);if(xi!=0)printf("CreateProcess Failed, Error code: 0x%X.n", GetLastError();nResult = 1;return nResult;2 ) . 使一個進程失敗， 9 個進程仍舊同步進行的代碼如下：#include "EOSApp.h"int main(int argc, char* argv)STARTUPINFO StartupInfo;PROCESS_INFORMATION A10;ULO

9、NG ulExitCode; / 子進程退出碼INT nResult = 0;/ main 函數(shù)返回值。 0 表示成功，非0 表示失敗。#ifdef _DEBUG_asm("int $3n nop");#endifprintf("Create ten processes and wait for the processes exit.nn");StartupInfo.StdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);StartupInfo.StdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDL

10、E);StartupInfo.StdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);int x10,i=0;x10=0;if(CreateProcess("A:Hellowhat.exe", NULL, 0, &StartupInfo, &A0)=0)x0=1;for(i=1;i<10;i+)if(CreateProcess("A:Hello.exe", NULL, 0, &StartupInfo, &Ai)=0)xi=1;for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)WaitF

11、orSingleObject(Ai.ProcessHandle, INFINITE);for(i=0;i<10;i+)if(xi=0)GetExitCodeProcess(Ai.ProcessHandle, &ulExitCode);printf("nThe process %d exit with %d.n",i, ulExitCode); for(i=0;i<10;i+)if(x1=0)CloseHandle(Ai.ProcessHandle);CloseHandle(Ai.ThreadHandle);if(xi!=0)printf("Cr

12、eateProcess Failed, Error code: 0x%X.n", GetLastError();nResult = 1;return nResult;6. 程序運行時的初值和運行結(jié)果(1)練習使用控制臺命令創(chuàng)建EO版用程序進程的具體步驟如下：1) .在EO驗用程序項目的“項目管理器"窗口中雙擊 Floppy.img文件，使用FloppylmageEditor工具打開此軟 盤鏡像文件。2) . 將本實驗文件夾中的 Hello.exe 文件拖動到 FloppyImageEditor 工具窗口的文件列表中釋放， Hello.exe 文件 即被添加到軟盤鏡像文件中。

13、Hello.exe 一個EO應(yīng)用程序，其源代碼可以參見本實驗文件夾中的Hello.c源文件。3) . 在 FloppyImageEditor 中選擇“文件”菜單中的“保存”后關(guān)閉 FloppyImageEditor 。4) .按F7生成EO應(yīng)用項目。5) .按F5啟動調(diào)試。OS Lab會彈出一個調(diào)試異常對話框，并中斷應(yīng)用程序的執(zhí)行。6) . 在調(diào)試異常對話框中選擇“否”，忽略異常繼續(xù)執(zhí)行應(yīng)用程序。7) .激活虛擬機窗口，待該應(yīng)用程序執(zhí)行完畢后，在EOS勺控制臺中輸入命令"A: Hello.exe ”后回車8) . Hello.exe應(yīng)用程序開始執(zhí)行，觀察其輸出CONSOLE-1 (P

14、ress Ctrl*Fl"F® tc switch console uiindM. 14c Iccmc to EDS shell自：E0SHpp. cxeHello Lorld?片：EOS介pp.c翼已 exit yith 0x60000000.flirello.exeKe i lo pknrldl 1l*2 11oPkHrld! Z除 11口 拜 Mr Id1 3lie I loi piMirldl! Tl*2 11o.PLnrld1 5Bye-byeJ*：%11口.已¥佇 exit with 6xO«OOtiOOl.9) .彳fHello.exe執(zhí)行

15、完畢后可以重復第7步，或者結(jié)束此次調(diào)試。(2)按照下面的步驟查看應(yīng)用程序創(chuàng)建另一個應(yīng)用程序的進程的執(zhí)行結(jié)果：1) .使用NewProc.c文件中的源代碼替換之前創(chuàng)建的 EO射用程序項目中的EOSApp.CC件內(nèi)的源代碼。2) .按F7生成修改后的EO應(yīng)用程序項目。3) .按F5啟動調(diào)試。OS Lab會首先彈出一個調(diào)試異常對話框。4) .在調(diào)試異常對話框中選擇“否”，繼續(xù)執(zhí)行。5) .激活虛擬機窗口查看應(yīng)用程序輸出的內(nèi)容，可以看到父進程(EOSApp.exe)首先開始執(zhí)行并輸出內(nèi)容，父進程創(chuàng)建了子進程(Hello.exe )后，子進程開始執(zhí)行并輸出內(nèi)容，待子進程結(jié)束后父進程再繼續(xù)執(zhí)行。6) .結(jié)

16、束此次調(diào)試(3)按照下面的步驟調(diào)試CreateProcess函數(shù)創(chuàng)建進程的過程：1) .按F5啟動調(diào)試EO應(yīng)用程序，OS Lab會首先彈出一個調(diào)試異常對話框。2) .選擇“是”調(diào)試異常，調(diào)試會中斷。3) .在main函數(shù)中調(diào)用CreateProcess函數(shù)的代碼行(第57行)添加一個斷點。4) .按F5繼續(xù)調(diào)試，在斷點處中斷。5) .按F11調(diào)試進入CreateProcess函數(shù)。此時已經(jīng)開始進入 EO制核進行調(diào)試，(4)按照下面的步驟來分別驗證應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核在進程的4遍擬地址空間中所處的位置：1) .由于此時在內(nèi)核的CreateProcess函數(shù)內(nèi)中斷執(zhí)行，所以在“調(diào)試”菜單的“窗口

17、”中選擇“反匯編”，會 在“反匯編”窗口中顯示 CreateProcess函數(shù)的指令對應(yīng)的反匯編代碼?！胺磪R編”窗口的左側(cè)顯示的是指令所在的虛擬地址?？梢钥吹剿兄噶畹奶摂M地址都大于，說明內(nèi)核( kernel.dll )處于高2G的虛擬地址空間中。2) .在“調(diào)用堆?！贝翱谥须p擊 main函數(shù)項，設(shè)置main函數(shù)的調(diào)用堆棧幀為活動的。在“反匯編”窗口中查看 main函數(shù)的指令所在的虛擬地址都是小于，說明應(yīng)用程序( eosapp.exe )處于低2G的虛擬地址空間中。3) .在"調(diào)用堆棧"窗口中雙擊 CreateProcess函數(shù)項，重新設(shè)置CreateProcess函數(shù)的調(diào)

18、用堆棧幀為活動的。 關(guān)閉“反匯編”窗口。4) .接下來觀察eosapi.c文件中CreateProcess函數(shù)的源代碼，可以看到此函數(shù)只是調(diào)用了 EOSJ核函數(shù) PsCreateProcess并將創(chuàng)建進程所用到的參數(shù)傳遞給了此函數(shù)。所以，按F11可以調(diào)試進入create.c文件中的PsCreateProcess函數(shù)，在此函數(shù)中才開始執(zhí)行創(chuàng)建進程的各項操作。(5)調(diào)試 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)的步驟如下：1) .在PsCreateProcess 函數(shù)中找到調(diào)用 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)的代碼行(create.c 文件的第 1

19、63 行)，并在此行添加一個斷點。2) .按F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點處中斷。3) .按F11 調(diào)試進入 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)。由于 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)的主要功能是創(chuàng)建進程控制塊并初始化其中的部分信息，所以在此函數(shù)的開始，定義了一個進程制塊的指針變量NewProcess。在此函數(shù)中查找到創(chuàng)建進程控制塊的代碼行（ create.c文件的第418行）（ 5）按照下面的步驟調(diào)試進程控制塊的創(chuàng)建過程：1） . 在調(diào)用 ObCreateObject 函數(shù)的代碼行（ create.c 文件的第 418行）添加一個斷點。2） .按

20、F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點處中斷。3） .按F10執(zhí)行此函數(shù)后中斷。4） .此時為了查看進程控制塊中的信息，將表達式*NewProcess添加到“監(jiān)視”窗口中。5） . 將鼠標移動到“監(jiān)視”窗口中此表達式的“值”屬性上，會彈出一個臨時窗口，在臨時窗口中會按照進程 控制塊的結(jié)構(gòu)顯示各個成員變量的值（可以參考PROCESS構(gòu)體的定義）。由于只是新建了進程控制塊，還沒有初始化其中成員變量，所以值都為 0 。（ 6）接下來調(diào)試初始化進程控制塊中各個成員變量的過程：1） .首先創(chuàng)建進程的地址空間，即4Gli擬地址空間。在代碼行（create.c文件的第437行）NewProcess->Pas =MmC

21、reateProcessAddressSpace（）; 添加一個斷點。2） .按F5繼續(xù)調(diào)試，到此斷點處中斷。3） .按F10執(zhí)行此行代碼后中斷。4） .在“監(jiān)視”窗口中查看進程控制塊的成員變量Pas的值已經(jīng)不再是0。說明已經(jīng)初始化了進程的 4G虛擬地址空間。5） .使用F10一步步調(diào)試PspCreateProcessEnvironment函數(shù)中后面的代碼，在調(diào)試的過程中根據(jù)執(zhí)行的源代碼， 查看“監(jiān)視”窗口中*NewProcess表達式的值，觀察進程控制塊中哪些成員變量是被哪些代碼初始化的，哪些成員變量還沒有被初始化。（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5） （ 6）（ 7） （8）（ 9）

22、（ 10）（11）6） . 當從 PspCreateProcessEnvironment 函數(shù)返回到PsCreateProcess 函數(shù)后，停止按F10 。此時“監(jiān)視”窗口中已經(jīng)不能再顯示表達式*NewProcess 的值了，在PsCreateProcess 函數(shù)中是使用 ProcessObject 指針指向進程控制塊的，所以將表達式*ProcessObject 添加到“監(jiān)視”窗口中就可以繼續(xù)觀察新建進程控制塊中的信息。7） .接下來繼續(xù)使用F10l步步調(diào)試PsCreateProcess函數(shù)中的代碼，同樣要注意觀察執(zhí)行后的代碼修改了進程 控制塊中的哪些成員變量。 當調(diào)試到 PsCreateProcess 函數(shù)的最后一行代碼時， 查看進程控制塊中的信息， 此時所有的成員變量都已經(jīng)被初始化了（注意觀察成員ImageName勺值）（1）（2）（ 3）（ 4）（ 5）（ 6）（ 7）（8）8） .按F5繼續(xù)執(zhí)行，EO明核會為剛剛初始化完畢的進程控制塊新建一個進程。激活虛