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1、LINUXLINUX进程管理进程管理 - -进程通信进程通信2软中断软中断软中断是对硬件中断的一种软中断是对硬件中断的一种模拟模拟，发送软中断就是向，发送软中断就是向接收进程的接收进程的task_structtask_struct结构中的相应项发送一个信结构中的相应项发送一个信号。接收进程在收到软中断信号后，将按照事先的规号。接收进程在收到软中断信号后，将按照事先的规定去执行一个软中断处理程序。但，软中断处理程序定去执行一个软中断处理程序。但，软中断处理程序不像硬中断处理程序那样，收到中断信号后被启动，不像硬中断处理程序那样，收到中断信号后被启动，它它必须等到接收进程执行时才生效必须等到接收进
2、程执行时才生效。另，一个进程也。另，一个进程也可以对自己发送软中断信号，以便在某些特殊情况下可以对自己发送软中断信号，以便在某些特殊情况下，进程能转入规定好的处理程序。，进程能转入规定好的处理程序。34LinuxLinux进程低级通信进程低级通信LinuxLinux提供了同步、互斥及软中断的系统调用提供了同步、互斥及软中断的系统调用/ /库函数：库函数：* *lockf(fd,function,sizelockf(fd,function,size) ) 可用于互斥可用于互斥* *fcntlfcntl 文件控制函数文件控制函数( (根据文件描述词来操作文件的特性根据文件描述词来操作文件的特性)
3、)。 * *wait() wait() 用于父子进程间的同步用于父子进程间的同步* *sleep(nsleep(n) ) 使当前进程睡眠使当前进程睡眠n n秒后自动唤醒自己秒后自动唤醒自己* *kill(pid,sigkill(pid,sig) )传递软中断信号传递软中断信号* *signal(sig,funcsignal(sig,func) )接收软中断信号接收软中断信号5软中断信号预置函数软中断信号预置函数signal (sig , function)signal (sig , function)sig sig 系统给定的软中断信号中的序号或名称。系统给定的软中断信号中的序号或名称。fun
4、ction function 与软中断信号关联的函数名，当进程与软中断信号关联的函数名，当进程在运行过程中捕捉到指定的软中断信号后，中断在运行过程中捕捉到指定的软中断信号后，中断当前程序的执行转到该函数执行。当前程序的执行转到该函数执行。注意注意：软中断信号必须提前预置，然后才可以在程序：软中断信号必须提前预置，然后才可以在程序运行中捕获。运行中捕获。6发送软中断信号函数发送软中断信号函数 intint kill ( kill ( pidpid , sig ) , sig )pidpid表示一个或一组进程的标识符：表示一个或一组进程的标识符： 当当pidpid00时，将信号发送给指定时，将信号
5、发送给指定pidpid的进程；的进程； 当当pidpid=0=0时，将信号发送给同组的所有进程；时，将信号发送给同组的所有进程； 当当pidpid=-1=-1时，将信号发送给以下所有满足条件的进程：该进时，将信号发送给以下所有满足条件的进程：该进 程用户标识符等于发送进程有效用户标识符；程用户标识符等于发送进程有效用户标识符；sigsig软中断信号的序号或名称软中断信号的序号或名称功能功能：向指定进程标识符：向指定进程标识符pidpid的进程发软中断信号的进程发软中断信号sigsig。本章中。本章中 用来实现父进程给子进程发终止执行软中断信号。用来实现父进程给子进程发终止执行软中断信号。 头文
6、件头文件： #include #include 7 例例 编一程序实现循环显示字符串编一程序实现循环显示字符串“Hello!”Hello!”，当键，当键盘键入盘键入Ctrl+CCtrl+C时终止循环，显示时终止循环，显示“OKOK！”后结束。后结束。分析：分析：根据题意查系统的软中断信号表可知，需要定义的软根据题意查系统的软中断信号表可知，需要定义的软中断信号序号为中断信号序号为2 2，名称为，名称为SIGINTSIGINT，其对应的软中断，其对应的软中断处理函数的功能是修改循环变量的值，使其中断返回处理函数的功能是修改循环变量的值，使其中断返回后终止循环显示。后终止循环显示。8#includ
7、e intint k; k;/定义循环变量定义循环变量 void void int_func(intint_func(int sig) sig)/定义软中断处理函数定义软中断处理函数 k=0;k=0;/修改循环变量的值为修改循环变量的值为0 0 main()main() signal(SIGINTsignal(SIGINT int_funcint_func);/);/预置软中断信号处理函数预置软中断信号处理函数 k=1;k=1; /*/*循环显示，等待键入循环显示，等待键入Ctrl+cCtrl+c后转软中断处理函数执行后转软中断处理函数执行* */ / while(kwhile(k=1)=1)
8、 printf(“Hello!nprintf(“Hello!n“);“); printf(“OK!nprintf(“OK!n”);”); /软中断处理函数返回后退出循环软中断处理函数返回后退出循环 exit(0);exit(0); 9上机练习软中断上机练习软中断1 1编写一个程序循环输出编写一个程序循环输出“how are you?”how are you?”，当键盘，当键盘输入输入Ctrl+CCtrl+C时终止，当输出次数不超过时终止，当输出次数不超过350350次时在此次时在此过程中使用过程中使用Ctrl+CCtrl+C不能中断显示，不能中断显示，350350次后才能用次后才能用Ctrl+
9、CCtrl+C中断显示，然后输出中断显示，然后输出“ByebyeByebye”.”.10在进程同步中，使用在进程同步中，使用exit()exit()和和wait()wait()实现了父进程等实现了父进程等子进程终止的同步，但是这种同步方法不能实现子子进程终止的同步，但是这种同步方法不能实现子进程对父进程的等待。进程对父进程的等待。要实现子进程对父进程的等待可以使用要实现子进程对父进程的等待可以使用父进程向子父进程向子进程发软中断信号进程发软中断信号，子进程接收信号的方式实现。，子进程接收信号的方式实现。这两种同步方式相结合，可以实现这两种同步方式相结合，可以实现父父子子父父的同的同步序列。步序
10、列。11实现实现父父子子父父同步的步骤如下：同步的步骤如下：子进程使用子进程使用signal()signal()预置软中断处理函数，然后等预置软中断处理函数，然后等待父进程发软中断信号；待父进程发软中断信号； 父进程中使用父进程中使用kill()kill()发软中断信号给子进程，再用发软中断信号给子进程，再用 wait(0)wait(0)等待子进程结束；等待子进程结束； 子进程接收到软中断信号后转去执行中断处理函子进程接收到软中断信号后转去执行中断处理函 数数 子进程在中断处理返回后，使用子进程在中断处理返回后，使用exit(0)exit(0)终止执行终止执行 ，向父进程发终止信息。，向父进程
11、发终止信息。 父进程使用父进程使用wait(0)wait(0)接收到子进程的终止信息后结接收到子进程的终止信息后结 束等待，并终止自己的程序的执行。束等待，并终止自己的程序的执行。12 例例 父子进程同步要求如下：父子进程同步要求如下：父进程创建一个子进程，在父进程中显示父进程创建一个子进程，在父进程中显示3 3行行“How “How are are you you ! ! “ “然后发软中断信号给子进程，再等待子然后发软中断信号给子进程，再等待子 进程终止后输出结束信息进程终止后输出结束信息“OK“OK！“ “，然后终止执行。，然后终止执行。 子进程中循环显示子进程中循环显示“Im “Im
12、child“ child“ ，当接收到父进程发，当接收到父进程发 来的软信号后停止循环，显示来的软信号后停止循环，显示“Child “Child exited! exited! “ “并终并终 止执行。止执行。它们之间的同步关系是：子进程在循环显示中等待它们之间的同步关系是：子进程在循环显示中等待 父进程发出的软中断信号，并输出结束信息，然后父进程发出的软中断信号，并输出结束信息，然后 结束；父进程等待子进程结束后输出结束信息，然结束；父进程等待子进程结束后输出结束信息，然 后结束。后结束。13#include int k1; /定义全局变量k1 void int_fun1(int sig)
13、/定义软中断处理函数 k1=0; main() int k,p1;while(p1=fork()=-1); /创建子进程if(p10) /父进程返回 for(k=1;k4;k+) /显示3行信息 printf(“How are you !n“);sleep(1);kill(p1,12); /发软中断信号给子进程wait(0); /等子进程终止14printf(“OK!n“); /输出结束信息exit(0);else /子进程返回 signal(12,int_fun1); /预置软中断信号k1=1;while(k1=1) /*循环显示并等待父进程发软中断信号*/ printf(“ Im chil
14、dn “);sleep(1);printf(“ Child exited!n “);/子进程结束信息exit(0); /子进程终止 15上机练习软中断上机练习软中断2 2使用软中断实现父子进程同步，父进程先输使用软中断实现父子进程同步，父进程先输出出A A，然后子进程输出，然后子进程输出B B。16上机练习上机练习 软中断软中断3 3编写程序完成：编写程序完成： (1)(1)父进程生成两个子进程父进程生成两个子进程P1P1，P2P2 (2)(2)父进程从键盘接收父进程从键盘接收DELETEDELETE中断信号中断信号 (3)(3)然后父进程使用系统调用向两个子进程分别发送中止执行信然后父进程使
15、用系统调用向两个子进程分别发送中止执行信号号SIGUSR1SIGUSR1和和SIGUSR2SIGUSR2 (4)(4)子进程收到各自的信号后分别输出子进程收到各自的信号后分别输出 child 1 killed by father processchild 1 killed by father process child 2 killed by father processchild 2 killed by father process，并退出（无次序要求），并退出（无次序要求） (5)(5)父进程在收到子进程撤消的消息后输出父进程在收到子进程撤消的消息后输出father kill itself. father kill itself. 父进程最终退出。父进程最终退出。
