báo cáo đồ án nguyên lý hệ điều hành

Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Nguyên lý hệ điều hành là 1 môn học bổ ích giúp sinh viên chúng em hiểu biết được cơ cấu tổ chức, cũng như việc quản lý, điều phối các tiến trình của hệ thống máy tính. Qua đó hiểu biết phần nào về phần mềm cơ bản nhất của máy tính là hệ điều hành. Việc nghiên cứu, hoàn thành đồ án nguyên lý hệ điều hành cũng giúp chúng em được hiểu rõ hơn nữa về hệ điều hành Linux, 1 hệ điều hành có nhiều tính năng vượt trội và có triển vọng trong tương lai. Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Mai Văn Hà, đã tận tình chỉ dẫn giúp chúng em hoàn thành được đề tài đồ án này. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. Bối cảnh đề tài: Nhận thấy việc giao tiếp giữa các tiến trình trên linux có thể giúp ta hiểu rõ hơn cơ chế xử lý, và trao đổi dữ liệu giữa các tiến trình trong hệ điều hành linux. Trong đó việc trao đổi dữ liệu, giao tiếp qua đường ống pipe theo cơ chế FIFO tương đối dễ hiểu và cũng phần nào giúp em hiểu được nguyên lý tổ chức hệ điều hành nên chúng em quyết định chọn đề tài này. 1.2. Mục tiêu đề tài: Hiểu hơn về việc giao tiếp giữa các tiến trình trong hệ điều hành linux đặc biệt là bằng đường ống pipe. Nghiên cứu đề tài này sẽ có thể cho ta hiểu được thế nào là pipe và cơ chế hoạt động của nó. 1.3. Hƣớng giải quyết: Đầu tiên phải tìm hiểu cách giao tiếp giữa các tiến trình, là thế nào 2 tiến trình giao tiếp với nhau thông qua đường ống pipe. Khi giao tiếp bằng pipe này thì vấn đề gì sẽ nảy sinh ra ( lỗi, hạn chế ). Từ đó tìm ra cách giải quyết và mô phỏng cách sử dụng pipe thông qua bài toán. Khi một pipe được thiết lập giữa hai tiến trình, một tiến trình sẽ ghi dữ liệu vào pipe còn tiến trình kia đọc dữ liệu từ pipe. Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 2 Điều trước hết ta phải tạo hai tiến trình cha và con, làm sao để hai tiến trình này giao tiếp với nhau ta phải tạo một đường ống pipe. Bây giờ chúng ta đi tìm hiểu và tạo các tiến trình để cho nó giao tiếp với nhau. 1.4. Môi trƣờng áp dụng: Chương trình mô phỏng sẽ được viết bằng ngôn ngữ C chạy trên nền hệ điều hành linux để có thể thấy được cơ chế giao tiếp tiến trình thông qua đường ống pipe. Cộng đồng mã nguồn mở GNU cung cấp khá nhiều công cụ biên dịch C/C++ trên hệ điều hành Linux như: CodeBlock Trình biên dịc C/C++ GCC Trình biên dịch C G++ Trình biên dịch C++ gdb Trình gỡ lỗi GNU make Trình quản lý mã nguồn và trợ giúp biên dịch GNU emacs Trình soạn thảo văn bản (hỗ trợ cho việc sửa mã nguồn khi lập trình) Bash Hệ vỏ Shell hỗ trợ các dòng lệnh của hệ điều hành Bison Bộ phân tích tương thích với yacc của UNIX Trong đồ án môn học này, em sử dụng trình biên dịch CodeBlock chạy trên nền hệ điều hành linux Unbuntu 14.04 để áp dụng. Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.5. Giới thiệu về hệ điều hành Linux 1.5.1. Lịch sử ra đời hệ điều hành Linux. Vào năm 1991 tại Phần Lan, Linux B. Torvalds lúc đó là sinh viên ở trường Đại học tổng hợp Hensinki đã dùng một máy tính cá nhân có trang bị bộ xử lí 386 để nghiên cứu cách làm việc của nó. Do hệ điều hành MS-DOS không khai thác đầy đủ các đặc tính của bộ xử lí 386, Linux đã sử dụng một hệ điều hành thương mại khác là Minix. Hệ điều hành Minix là hệ điều hành Unix cỡ nhỏ. Do đối mặt với các hạn chế của hệ điều hành này, Linux bắt đầu viết lại một số một số của phần mềm để thêm chức năng và các điểm đặc trưng. Sau đó, ông thông báo kết quả của mình miễn phí bằng Internet dưới tên gọi Linux – chữ viết tắt của Linus và Unix. Phiên bản đầu tiên của Linux là 0.01 được tung ra vào tháng 8/1991. Các phiên bản đầu tiên có rất nhiều hạn chế. Tuy nhiên, sự kiện các mã nguồn được truyền bá rộng rãi đã giúp phát triển hệ điều hành rất nhanh. Nhiều năm qua, số lượng các công ty khai thác đã không ngừng tăng lên. Ngày nay, Linux được phát triển bởi nhiều người rải rác khắp nơi trên thế giới. Mặc dù 5 phiên bản đầu tiên của Linux tương đối không ổn định, nhưng phiên bản đầu tiên được tuyên bố là ổn định (1.0 ) đã được công bố vào khoảng tháng 3/1994. Số phiên bản đi kèm với kernel có một ý nghĩa đặc trưng bởi vì nó liên quan đến chu kì phát triển. Thực tế, quá trình phát triển Linux diễn ra theo một chuỗi hai giai đoạn: Giai đoạn phát triển: ở đây kernel không có độ tin cậy cao và tiến trình là bổ sung chức năng cho nó, tối ưu hóa nó và thử nghiệm các ý tưởng mới. Giai đoạn này đem lại sự gia tăng số lượng các phiên bản đánh số lẻ, chẳng hạn như 1.1, 1.3… Đây là thời điểm mà lượng công việc tối đa được thực hiện trên kernel. Giai đoạn ổn định: mục đích là tạo ra một kernel càng ổn định càng tốt. Trong trường hợp này, chỉ cho phép thực hiện các hiệu chỉnh, sửa đổi nhỏ. Số phiên bản của các kernel được gọi là ổn định là các số chẵn, chẳng hạn 1.0 , 1.2 và mới nhất là 2.2. Ngày nay, Linux hoàn toàn là một hệ điều hành Unix. Nó ổn định và liên tục phát triển. Nó không chỉ có khả năng phát triển trên các thiết bị ngoại vi mới nhất trên thị trường ( bộ nhớ flash quang , đĩa quang … ) mà hiệu năng của nó còn có thể so sánh với một số hệ điều hành Unix thương mại và thậm chí còn có một số điểm ưu việt hơn. Sau cùng, mặc dù Linux đã có một khoảng thời gian bị giới hạn trong môi trường các trường đại học, bây giờ nó đang được tiếp nhận ở các hãng công nghiệp. . 1.5.2. Các chức năng của hệ điều hành Linux Hệ điều hành Linux có rất nhiều chức năng và chúng khai thác khả năng của các hệ Unix hiện đại theo các cách sau : Đa xử lí: các bộ đa xử lí có thể thực hiện nhiều chương trình đồng thời bất kể sử dụng một hay nhiều bộ xử lí. Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 4 Đa nền: Cho phép nhiều người sử dụng : giống như tất cả các hệ Unix, Linux cho phép nhiều người sử dụng cùng làm việc trên một máy ở cùng thời điểm. Hỗ trợ truyền thông giao xử lí ( Pipes , IPC , Sockets ). Quản lí các thông điệp điều khiển khác nhau. Hệ thống quản lí thiết bị đầu cuối tuân thủ theo tiêu chuẩn POSIX. Linux cũng giả các thiết bị đầu cuối cũng như điều khiển quá trình. Hỗ trợ một dải rộng các thiết bị ngoại vi, chẳng hạn như các card âm thanh, giao diện đồ hoa, mạng, giao diện hệ máy tính nhỏ …. Buffer cache : vùng bộ nhớ được dành để làm vùng đệm cho các đầu vào và đầu ra từ các quá trình khác nhau. Hệ thống quản lí bộ nhớ trang yêu cầu. Một trang sẽ không được nạp chừng nào nó không thực sự cần thiết ở bộ nhớ. Các thư viện động và dùng chung : Các thư viện động chỉ được tải khi chúng thật sự cần thiết và mã của chúng được dùng chung nếu nhiều ứng dụng đang dùng chúng. Các hệ thống file có thể quản lí tốt và đồng đều các phân hoạch file Linux được sử dụng bởi filesystem làm các phân hoạch có các định dạng khác ( MS-DOS , ISO9660, vv. ). Thiết bị của TCP/IP và các giao thức mạng khác. 1.5.3. Hạn chế của hệ điều hành Linux: Hiện nay hệ điều hành Linux vẫn còn rất hạn chế đối với người sử dụng, nó vẫn chưa được sử dụng một cách rộng rãi. Một phần là do có quá ít phần mền tương thích với nó. 1.6. Tiến trình trong Linux: Tiến trình là một chương trình đang xử lý, sở hữu một con trỏ lệnh, tập các thanh ghi và các biến. Để hoàn thành tác vụ của mình, một tiến trình có thể cần đến một số tài nguyên – như CPU, bộ nhớ chính, các tập tin và thiết bị nhập/xuất. Cần phân biệt 2 khái niệm chương trình và tiến trình. Một chương trình là một thực thể thụ động, chứa đựng các chỉ thị điều khiển máy tính để tiến hành một tác vụ nào đó. Khi cho thực hiện các chỉ thị này, chương trình chuyển thành tiến trình, là một thực thể hoạt động, với con trỏ lệnh xác định chỉ thị kế tiếp sẽ thi hành, kèm theo tập các tài nguyên phục vụ cho hoạt động của tiến trình. Về mặt ý niệm, có thể xem như mỗi tiến trình sỡ hữu một bộ xử lý ảo cho riêng nó, nhưng trong thực tế, chỉ có một bộ xử lý thật sự được chuyển đổi qua lại giữa các tiến trình. Sự chuyển đổi nhanh chóng này được gọi là sự đa chương (multiprogramming). Hệ điều hành chịu trách nhiệm sử dụng một thuật toán điều phối để quyết định thời điểm cần dừng hoạt động của tiến trình đang xử lý để phục vụ một tiến trình khác, và lựa chọn tiến trình tiếp theo sẽ được phục vụ. Bộ phận thực hiện chức năng này của hệ điều hành được gọi là bộ điều phối (scheduler) Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 5 1.6.1. Các trạng thái của tiến trình Trạng thái của tiến trình tại một thời điểm được xác định bởi hoạt động hiện thời của tiến trình tại thời điểm đó. Trong quá trình tồn tại, một tiến trình thay đổi trạng thái do nhiều nguyên nhân như : phải chờ một sự kiện nào đó xảy ra, hay đợi một thao tác nhập/xuất hoàn tất, buộc phải dừng hoạt động do đã hết thời gian xử lý … Tại một thời điểm, một tiến trình có thể nhận trong một các trạng thái sau đây :  In execution ( thực hiện ) : Tiến trình đang được bộ xử lý thực hiện.  Ready ( sẵn sàng ): Tiến trình có thể được thực hiện nhưng một tiến trình khác lại đang chạy.  Suspended (chờ kích hoạt): Tiến trình chờ diễn ra sự kiện ( Ví dụ như đang chờ nhập hoặc xuất kết thúc).  Zombie (tồn tại) : Tiến trình đã kết thúc thực hiện, nhưng nó vẫn được tham chiếu trong hệ thống.  Stop (ngừng) : Tiến trình đã bị treo bởi một tiến trình ngoài Các thay đổi trạng thái của một tiến trình được trình bày ở sơ đồ trạng thái sau : Hình 1 : Sơ đồ trạng thái của một tiến trình. Tại một thời điểm, chỉ có một tiến trình có thể nhận trạng thái Thực hiện trên một bộ xử lý bất kỳ. Trong khi đó, nhiều tiến trình có thể ở trạng thái khác. Các cung chuyển tiếp trong sơ đồ trạng thái biễu diễn những sự chuyển trạng thái có thể xảy ra trong các điều kiện sau : - Tiến trình mới tạo được đưa vào hệ thống - Bộ điều phối cấp phát cho tiến trình một khoảng thời gian sử dụng CPU - Tiến trình kết thúc Sự tạo thành Ngừng Sẵn sàng Đang thực hiện Treo Tồn tại Lập lịch trình Nhập / Xuất Kết thúc Nhập / Xuất Kết thúc Tín hiệu Tín hiệu Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 6 - Tiến trình yêu cầu một tài nguyên nhưng chưa được đáp ứng vì tài nguyên chưa sẵn sàng để cấp phát tại thời điểm đó; hoặc tiến trình phải chờ một sự kiện hay thao tác nhập/xuất. - Bộ điều phối chọn một tiến trình khác để cho xử lý . - Tài nguyên mà tiến trình yêu cầu trở nên sẵn sàng để cấp phát ; hay sự kiện hoặc thao tác nhập/xuất tiến trình đang đợi hoàn tất. 1.6.2. Cấu trúc tiến trình Một tiến trình được đặc trưng bởi nhiều thuộc tính do hệ thống duy trì như:  Trạng thái của nó.  Định danh của nó.  Các giá trị của các thanh ghi, bao gồm cả bộ đếm chương trình.  Mã định danh người sử dụng có tên mà tiến trình đang thực hiện.  Thông tin được kernel sử dụng để thiết lập lịch biểu của các tiến trình (thứ tự ưu tiên, v.v…).  Thông tin về không gian địa chỉ của tiến trình ( các phân đoạn của mã, dữ liệu, ngăn xếp).  Thông tin về các nhập / xuất được tiến trình thực hiện ( các mô tả về các file mở, thư mục hiện hành …)  Tính tương thích thông tin tổng kết các tài nguyên do tiến trình sử dụng. Ví dụ, khi có hai người dùng (user), một mang tên là A, một mang tên là B cùng đăng nhập và chạy chương trình C ( chương trình có nhiệm vụ tìm một chuỗi ký tự trong file) đồng thời, thực tế hệ điều hành sẽ quản lý và nạp mã của chương trình C vào hai vùng nhớ khác nhau và gọi mỗi phân vùng như vậy là tiến trình. Hình cho thấy cách phân chia chương trình C thành hai tiến trình cho hai người dùng khác nhau sử dụng. Ở hình minh họa, người dùng A chạy chương trình C tìm chuỗi B trong tệp findgirl.txt $CB findA.txt Trong khi người dùng B chạy C và tìm chuỗi A trong tệp findboy.txt $CA findB.txt Chúng ta nên nhớ rằng hai người dùng A và B có thể ở hai máy tính khác nhau đăng nhập vào máy chủ Linux và gọi C chạy đồng thời. Hình 2 là hiện trạng không gian bộ nhớ hệ điều hành Linux khi chạy chương trình C phục vụ người dùng. Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 7 Nếu dùng lệnh ps, hệ thống sẽ liệt kê cho bạn thông tin về các tiến trình mà hệ điều hành đang kiểm soát. Ví dụ với tham số -af , chúng ta có thể thấy các thông tin do ps liệt kê như sau UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 2345 1234 0 Apr11 pts/0 00:00:00 [bash] root 4345 2342 0 20:44 pts/3 00:00:00 ps –af A 111 1235 0 20:44 tty1 00:00:00 C B find… B 222 1235 0 20:44 tty1 00:00:00 C A find … Mỗi tiến trình được gán cho một định danh để nhận dạng gọi là PID (process identifier). PID thường là số nguyên dương có giá trị từ 2 – 32768. Khi một tiến trình mới yêu cầu khởi động, hệ điều hành sẽ chọn lấy một số (chưa bị tiến trình đang chạy nào chiếm giữ) trong khoản số nguyên trên và cấp phát cho tiến trình mới. Khi tiến trình chấm dứt, hệ thống sẽ thu hồi lại số PID để cấp phát cho tiến trình mới. Tiến trình với PID = 1 là tiến trình init, tiến trình init được gọi và chạy ngay khi khởi động hệ điều hành, init là tiến trình quản lý và tạo ra mọi tiến trình con khác. Chúng ta thấy lệnh ps –af hiển thị hai tiến trình A và B với các số PID lần lượt là 111 và 222. Mã lệnh thực thi của lệnh C chứa trong tệp chương trình có sẵn trong đĩa được hệ điều hành nạp vào bộ nhớ. Như đã thấy trên hình , mỗi tiến trình được hệ điều hành phân chia rõ ràng : vùng chứa mã lệnh (code), vùng chứa dữ liệu (data). Mã lệnh thường là giống nhau và có thể sử dụng chung. Linux quản lý cho phép tiến trình của cùng một chương trình có thể sử dụng chung mã lệnh của nhau. Thư viện cũng vậy. Trừ những thư viện đặc thù còn thì các thư viện chuẩn sẽ được hệ điều hành cho phép chia sẻ và dùng chung bởi mọi tiến trình trong hệ thống. Việc chia sẻ thư viện, kích thước chương trình sẽ giảm đi đáng kể. Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 8 Trừ mã lệnh và thư viện còn hầu như dữ liệu không thể chia sẻ bởi các tiến trình. Mỗi tiến trình sở hữu phân đoạn dữ liệu riêng ( như ta thấy ở ví dụ trên). Mỗi tiến trình cũng được hệ thống dành riêng cho một bảng mô tả file. Bảng này chứa các số mô tả áp đặt cho các file đang được mở. Và mỗi tiến trình có riêng ngăn xếp stack để lưu biến cục bộ và các giá trị trả về sau lời gọi hàm. Tiến trình cũng được dành cho khoảng không gian dành riêng để lưu các biến môi trường. Cuối cùng mỗi tiến trình hoạt động trong không gian địa chỉ ảo độc lập do hệ thống cấp phát. Chúng ta không cần quan tâm đến bộ nhớ vật lý. Linux và UNIX có cách quản lý phân trang cộng với hoán chuyển giữa bộ nhớ vật lý và bộ nhớ ảo thông qua phân vùng swap. Bảng thông tin tiến trình Hệ điều hành lưu dữ một cấu trúc danh sách bên trong hệ thống gọi là bảng tiến trình(process table).Bảng tiến trình quản lý tất cả các Pid của hệ thống cùng với các thông tin chi tiết về các tiến trình đang chạy. Ta có thể xem bảng tiến trình với lệnh ps –af ( với tùy chọn –af để hiển thị chi tiết ) : UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 2345 1234 0 Apr11 pts/0 00:00:00 [bash] A 111 1235 0 20:44 tty1 00:00:00 C B find… B 222 1235 0 20:44 tty1 00:00:00 C A find … Trong đó :  UID : tên người dùng đã gọi tiến trình.  PID : là số định danh mà hệ thống cấp cho tiến trình ( được dùng làm khóa chính và đánh chỉ mục để truy xuất thông tin).  PPID : parent PID là số định danh của tiến trình cha.  STIME : Thời điểm tiến trình được đưa vào sử dụng.  TTY : Là màn hình terminal ảo nơi gọi thực thi tiến trình  TIME : là thời gian chiếm dụng CPU của tiến trình CMD : là toàn bộ dòng lệnh khi tiến trình được triệu gọi 1.6.3. Tạo lập tiến trình Ta có thể gọi một chương trình khác bên trong chương trình đang chạy bằng hàm system(). Hay nói cách khác ta có thể tạo ra một tiến trình mới từ một tiến trình đang chạy. Hàm system() được khai báo như sau : Hàm này gọi chuỗi lệnh cmdstr thực thi và chờ lệnh chấm dứt mới quay về nơi gọi hàm. #include <stdlib.h> int system( const char *cmdstr); Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 9 Nó tương đương với việc ta gọi shell thực thi lệnh của hệ thống. system() sẽ trả về mã lỗi 127 nếu như không thể khởi động shell để gọi lệnh cmdstr. Mã lỗi –1 nếu gặp các lỗi khác. Ngược lại mã trả về của system() là mã lỗi do cmdstr sau khi thực thi trả về. Ví dụ cách sử dụng hàm system() trong chương trình: Ví dụ : system.c Hàm system() đã được sử dụng để gọi lệnh “ps –ax” của hệ điều hành. Hàm system() là cách đơn giản nhất để ta triệu gọi một chương trình ngoài khác. Hay nói đúng hơn là tạo một tiến trình mới tách biệt với tiến trình ban đầu của nơi gọi. 1.6.4. Thay thế tiến trình hiện hành với hàm exec Mỗi tiến trình được hệ điều hành cấp cho một không gian nhớ riêng biệt để tiến trình hoạt động. Nếu tiến trình A gọi một chương trình ngoài B (bằng hàm system() chẳng hạn) hệ điều hành thường thực hiện các thao tác như : cấp phát không gian bộ nhớ cho tiến trình mới, điều chỉnh lại danh sách các tiến trình, nạp mã lệnh của chương trình B trên đĩa vào không gian nhớ vừa cấp phát cho tiến trình. Đưa tiến trình vào danh sách cần điều phối của hệ điều hành. Những công việc trên đòi hỏi thời gian và chiếm tài nguyên của hệ thống. Nếu tiến trình A đang chạy và ta muốn tiến trình B khởi động chạy trong không gian bộ nhớ đã cấp sẵn cho tiến trình A : Linux cung cấp cho ta tập hợp các hàm exec() thực hiện chức năng khá thú vị này. Hàm exec() sẽ thay thế toàn bộ ảnh của tiến trình A (bao gồm mã lệnh, dữ liệu, bảng mô tả file) thành ảnh của tiến trình B hoàn toàn khác. Chỉ có số định danh PID của tiến trình A là còn giữ lại. Hàm thay thế ảnh của tiến trình bao gồm tập các hàm sau : Đa số các hàm này đều yêu cầu bạn chỉ đối số path hoặc file là đường dẫn đến chương trình cần thực thi trên đĩa. Arg là các đối số cần truyền cho chương trình thực thi, những đối số này tương tự cách ta gọi chương trình từ dòng lệnh $sh –c cmdstr #include <stdlib.h> #include<stdio.h> int main() { printf(“Running ps with system\n”); system(“ps –ax”); printf(“Done.\n”); exit(0); } #include<unistd.h> extrn char **environ; int execl(const char *path, const char *arg,…); int execlp(const char *file, const char *arg…); int execle(const char *path, const char *arg,…,char *const envp[]); int exect(const char *path, const char *argv[]); int execv(const char *path, const char *argv[]); int execvp(const char *path, const char *argv[]); Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 10 Ví dụ : exec.c Khi chạy chương trình lệnh ps được thực thi, chương trình exec của ta không chờ ps chấm dứt và cũng không bao giờ in ra chuỗi Done. Lý do là toàn bộ mã lệnh và không gian của tiến trình exec sau khi gọi hàm execlp đã bị thay thế bởi tiến trình mới ps. 1.6.5. Nhân bản tiến trình với hàm fork() Tiến trình hiện hành có thể tạo ra một tiến trình con nhờ sử dụng lệnh gọi hệ thống fork(). Nguyên bản của nó là làm nhân bản tiến trình hiện hành> Được khai báo như sau : #include <sys/types.h> #include<unistd.h> pid_t fork(void); Khi fork được gọi, tiến trình hiện hành sẽ được nhân bản : bản sao sẽ tuân thủ bản gốc, ngoài trừ định danh của nó. Tiến trình ban đầu gọi là tiến trình cha trong khi tiến trình mới gọi là tiến trình con. Ngoài PID ra, tiến trình con còn mang thêm một định danh PPID là số định danh PID của tiến trình cha. Hình 3: Cơ chế phân chia tiến trình của fork() #include <unistd.h> #include <stdio.h> int main() { printf(“Running ps with execlp\n”); execlp(“ps”, “ps”, “-ax”, 0); printf(“Done. – But you never see this line”); exit(); } Khởi tạo tiến trình chính Gọi fork() Trả về PID của tiến trình cha Trả về trị 0 Mã lệnh kế tiếp của tiến trình đầu (cha) Mã lệnh thực thi tiến trình mới (con) [...]... temp; } SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 25 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành 1.12 Kết quả chƣơng trình: 1.13 Đánh giá: Chương trình đã thõa yêu cầu của bài toán về việc giao tiếp giữa các quá trình bằng ống pipe trên nền Linux Tuy nhiên, việc xử lý biểu thức nhập vào còn chưa tối ưu, chưa hoàn thiện SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 26 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 1.14... và tài nguyên của hệ thống 1.7 Giao tiếp tiến trình 1.7.1 Tổng quan về giao tiếp giữa các tiến trình Trong hệ thống các tiến trình không phải chạy hoàn toàn độc lập với nhau, nhưng nó có thể giao tiếp với nhau, liên lạc với nhau SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 12 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành Chia sẻ thông tin: Nhiều tiến trình có thể cùng quan tâm đến những dữ liệu nào đó, do vậy hệ điều hành. .. chế đường ống giúp chúng ta hiểu rõ hơn đặc điểm và cách quản lý tiến trình trong các Hệ điều hành nói chung và trong Hệ điều hành Linux nói riêng Đặc biệt ở Việt Nam khi mà hệ điều hành Windows rất phổ biến, việc làm quen với HĐH Linux là rất quan trọng bởi Việt Nam đang khuyến khích sử dụng hệ điều hành mã nguồn mở 1.15 Hƣớng phát triển: Đồ án chỉ dừng lại trong phạm vi tìm hiểu sự giao tiếp giữa các... lý được SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 11 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành WTERMSIG(stat_loc) Cho biết số tín hiệu đã hủy tiến trình con WIFSTOPPED(stat_loc) Trả về trị khác 0 nếu tiến trình con đã dừng WSTOPSIG(stat_loc) Trả về số hiệu của signal 1.6.7 Đón xử lý tín hiệu khi tiến trình con kết thúc Tiến trình cha có thể đón bắt tình huống hay tín hiệu SIGCHILD khi tiến trình con chấm dứt và gán.. .Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành Trường hợp không tách được, fork() sẽ trả về trị -1 Kiểu pid_t được khai báo và định danh trong unistd.h là kiểu nguyên( int) Cả hai tiến trình trên hoạt động đồng thời và có thể đang xen nhau Ví dụ cho cách sử dụng hàm fork() để nhân đôi tiến trình: #include ... thông điệp (Message), Sockets Đây là bước đầu tiên khi bước chân vào thế giới lập trình mã nguồn mở để có thể xây dựng các phần mềm chạy trên nền các hệ điều hành mã nguồn mở trong tương lai SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 27 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Phương Lan, Hoàng Đức Hải (2001), Lập trình Linux- Tập 1,NXB Giáo Dục Tiếng nƣớc ngoài [2] John Shapley... đường ống Việc tạo đường ống đặt tên không liên quan gì đến các tiến trình Ta có thể tạo ra pipe trước khi xây dựng các chương trình sử dụng nó SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 17 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành CÀI ĐẶT THUẬT TOÁN VÀ TRIỂN KHAI 1.9 Đề tài : Viết chương trình gốm 2 quá trình Quá trình thứ nhất cho người dùng nhập vào từ bàn phím một chuỗi biểu diễn các phép tính gồm các phần tử +, -,... ghi vào cuối chuỗi đã nhập  AddChar(char* ch, char kt): Nối 1 kí tự vào cuối xâu ch  AddNumber(char *ch, int n): Đổi số thành kí tự và nối vào cuối xâu ch  inKt(char kt) : in ra kí tự  inNumber(int n): in ra số SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 18 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành Lựa chọn ngôn ngữ và IDE: Chương trình được code bẳng ngôn ngữ C trên Ubuntu, IDE được sử dụng là CodeBlock 1.11 Chƣơng... perror("\tmain : input_pipe error"); exit(1); } P1 xử lý biểu thức nhập vào rc = pipe(output_pipe); if(rc ==-1){ perror("\tmain : output_pipe error"); exit(1); } pid = fork(); if (pid == 0) ChildProcess(input_pipe, output_pipe); else{ //wait( &child_status ); ParentProcess(input_pipe, output_pipe); } SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 19 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành } void { ChildProcess(int input[2], int... đầu của kênh được đọc ở đầu bên kia SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 13 Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành Ống dẫn truyền thông Tiến trình A Tiến trình B Hình 4: Truyền thông giữa hai tiến trình bằng pipe Các pipe không cung cấp một truyền thông theo cấu trúc Thao tác đọc độc lập với thao tác ghi và do đó tại cấp độ của các lệnh gọi hệ thống, người ta không thể biết được kích cỡ, người gởi và người nhận . Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành SVTH: Hoàng Thị Mai Liên Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Nguyên lý hệ điều hành là 1 môn học bổ ích giúp sinh viên chúng. quản lý, điều phối các tiến trình của hệ thống máy tính. Qua đó hiểu biết phần nào về phần mềm cơ bản nhất của máy tính là hệ điều hành. Việc nghiên cứu, hoàn thành đồ án nguyên lý hệ điều hành. Trong đồ án môn học này, em sử dụng trình biên dịch CodeBlock chạy trên nền hệ điều hành linux Unbuntu 14.04 để áp dụng. Báo cáo Đồ án Nguyên lý hệ điều hành