西南交通大学操作系统实验二——软中断通信实验

实验目的

本实验要求学生了解什么是信号,掌握软中断的基本原理;

掌握中断信号的使用、进程的创建以及系统计时器的使用。

通过对本实验的学习，学生能够学会进程的创建方法，更能加深对Linux中的信号机制的认识，并会使用软中断信号来实现进程间的通信。

实验内容

实验 1：编译并运行程序test2.c，当按下Crtl+\组合键时，打印出子进程结束的信息，最后打印出父进程结束的信息。

创建一个子进程； 子进程分别等待信号16，如果收到信号则显示结束信息，并发出结束信号；

父进程等待SIGQUIT信号，如果收到信号则向子进程发送信号16，接着等子进程结束，如果都结束了则显示结束信息，并退出进程。

实验2：编写两种三个进程通信情况。

由一个父进程创建两个子进程，之后通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发送软中断信号，终止两个子进程以及父进程。

由一个父进程创建一个子进程，之后该子进程再创建一个孙进程，通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发送软中断信号，依次终止孙进程、子进程、父进程。

本文章仅提供实验2的两种代码。

代码1，由一个父进程创建两个子进程，之后通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发送软中断信号，终止两个子进程以及父进程：

#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<csignal>
#include<unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include "iostream"

using namespace std;

void waiting();
void stop();
int wait_mark;

int main()
{
    pid_t p1, p2;
    p1 = fork();
    if (p1 != 0) {
        lockf(1, 1, 0);
        cout << "Parent Process " << getpid() << endl;
        lockf(1, 0, 0);
        wait_mark = 1;
        ::signal(SIGQUIT, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));
        p2 = fork();
        if (p2 == 0) {
            lockf(1, 1, 0);
            cout << "Child Process " << getpid() << " created by " << getppid() << endl;
            lockf(1, 0, 0);

            ::signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
            wait_mark = 1;
            ::signal(16, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));
            waiting();

            lockf(1, 1 , 0);
            cout << "Child Process " << getpid() << " is killed by parent " << getppid() << endl;
            lockf(1, 0, 0);
            ::exit(0);
        }
        waiting();
        kill(p1, 16);
        wait(nullptr);
        kill(p2, 16);
        wait(nullptr);
        lockf(1, 1, 0);
        cout << "parent process if killed" << endl;
        lockf(1, 0, 0);
        ::exit(0);
    } else if (p1 == 0) {
        lockf(1, 1, 0);
        cout << "Child Process " << getpid() << " created by " << getppid() << endl;
        lockf(1, 0, 0);

        ::signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
        wait_mark = 1;
        ::signal(16, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));
        waiting();

        lockf(1, 1 , 0);
        cout << "Child Process " << getpid() << " is killed by parent " << getppid() << endl;
        lockf(1, 0, 0);
        ::exit(0);
    }
    return 0;
}
void waiting( )
{
    while (wait_mark != 0);
}
void stop()
{
    wait_mark=0;
}

代码2，由一个父进程创建一个子进程，之后该子进程再创建一个孙进程，通过终端输入Crtl+\组合键向父进程发送软中断信号，依次终止孙进程、子进程、父进程：

#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<csignal>
#include<unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include "iostream"

using namespace std;

void waiting();
void stop();
int wait_mark;

int main()
{
    pid_t p1, p2;
    p1 = fork();
    if (p1 != 0) {
        lockf(1, 1, 0);
        cout << "Parent Process " << getpid() << endl;
        lockf(1, 0, 0);
        wait_mark = 1;
        ::signal(SIGQUIT, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));
        p2 = fork();
        if (p2 == 0) {
            lockf(1, 1, 0);
            cout << "Child Process " << getpid() << " created by " << getppid() << endl;
            lockf(1, 0, 0);

            ::signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
            wait_mark = 1;
            ::signal(16, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));
            waiting();

            lockf(1, 1 , 0);
            cout << "Child Process " << getpid() << " is killed by parent " << getppid() << endl;
            lockf(1, 0, 0);
            ::exit(0);
        }
        waiting();
        kill(p1, 16);
        wait(nullptr);
        kill(p2, 16);
        wait(nullptr);
        lockf(1, 1, 0);
        cout << "parent process if killed" << endl;
        lockf(1, 0, 0);
        ::exit(0);
    } else if (p1 == 0) {
        lockf(1, 1, 0);
        cout << "Child Process " << getpid() << " created by " << getppid() << endl;
        lockf(1, 0, 0);

        ::signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
        wait_mark = 1;
        ::signal(16, reinterpret_cast<__sighandler_t>(stop));
        waiting();

        lockf(1, 1 , 0);
        cout << "Child Process " << getpid() << " is killed by parent " << getppid() << endl;
        lockf(1, 0, 0);
        ::exit(0);
    }
    return 0;
}
void waiting( )
{
    while (wait_mark != 0);
}
void stop()
{
    wait_mark=0;
}

注意：本系列文章代码均为C++代码，使用gcc编译会报错，应当使用g++编译。