TP3 - Gestion de processus

Préparation

Un processus Unix peut en créer d’autres grâce à l’appel de la fonction système fork. Un processus qui appelle fork est dupliqué par le système en un processus père et un processus fils (qui est l’exacte copie du père). L’exécution des deux processus continue après l’appel de fork. On distingue le père du fils par la valeur renvoyée par fork :

• 0 dans le processus fils ;
• le numéro d’identification (PID) du processus fils créé dans le processus père.

Copiez le répertoire /media/commun/tplinux/fork dans votre répertoire de travail par défaut par la commande suivante :

• « En local »

  cp -r /media/commun/tplinux/fork fork

• OU «en remote» (sur vos machines perso ou à la maison).

  scp -pr loginlinux@miashs-dc.u-ga.fr:/media/commun/tplinux/fork fork

  loginlinux doit être remplacer par VOTRE login

Ce répertoire contient :

• un fichier fork.c correspondant à un schéma de création d’un processus. Vous éditerez ce fichier avec scite ou un autre éditeur pour réaliser les programmes demandés ci-dessous.
• un fichier Makefile qui vous permettra de compiler fork.c en tapant simplement make fork.

Exercices

1. Identification et synchronisations simples.

1. Programmez pour chacun des processus père et fils l’affichage de son PID et du PID de son père (fonctions getpid() et getppid() qui renvoient un entier). Qui est le créateur (père) du processus père ? Pour le savoir, affichez la liste de vos processus avec : ps -l

2. Avec sleep, retarder la fin de l’exécution du processus fils au lieu du père pour inverser l’ordre de fin des deux processus. Qui devient le père du processus fils lorsque son père « naturel » se termine avant lui ? Pour le savoir, faites afficher la liste des processus avec la commande : ps -ef | more

3. La primitive wait, exécutée par un processus, bloque ce dernier jusqu’à la fin d’un de ses fils. Si le processus n’a pas de fils actif, wait renvoie -1, dans le cas contraire, elle renvoie le numéro (PID) du fils mort. Modifiez le schéma de création de façon à créer deux fils et à faire en sorte que le père les attende grâce à wait(NULL) et affiche pour chacun son identification (valeur retournée par wait). Les fils se contenteront d’afficher leur PID.

2. Exécution d’un programme présent sur disque.

1. Lancez dans le fils, au moyen de la primitive execlp (voir ci-dessous), l’exécution de la commande ps -l et complétez de traces adéquates de manière à vérifier que le fils que vous avez créé et la commande ps ont bien le même PID (et donc qu’il s’agit bien du même processus).
2. Modifiez le programme du 1.3 pour que chaque fils lance un processus xterm qui ouvre une fenêtre shell, (ou xeyes ou xclock). Puis observez le comportement du père quand vous fermez les fenêtres (chaque fermeture de fenêtre doit provoquer l’affichage d’un message par le père).

Fonctions utiles / Documentation

Pour utiliser les fonctions ci-dessous dans vos programmes, vous devez inclure le fichier de déclarations indiqué (par #include). Le numéro indiqué à droite est le numéro du manuel où la fonction est décrite.

Pour avoir le manuel complet correspondant, taper : man n fonction

Par exemple : man 2 fork

Processus

​#include <unistd.h> (3)
unsigned int sleep(unsigned int s)

Le processus appelant s’endort pour environ s secondes. La valeur renvoyée par sleep est la différence entre le nombre demandé et le nombre de secondes effectives de sommeil. Cette valeur peut être > 0 car sleep est suspendue par n’importe quel signal arrivant au processus. La plupart du temps, on se contente d’utiliser sleep comme une procédure : sleep(2);

​#include <unistd.h> (2)
pid_t fork();

Le processus appelant crée un processus identique à lui-même ; le processus appelant est le père et le processus créé est le fils. Attention, tout appel à la fonction fork() provoque cette création ! fork() rend la valeur 0 dans le processus fils, et le numéro d’identification (PID) du fils créé dans le processus père ; on récupère donc cette valeur par une instruction du type ident = fork(). En cas d’erreur, fork renvoie -1.

​#include <unistd.h> (2)
pid_t getpid();
pid_t getppid();

Renvoient au processus appelant son numéro d’identification (getpid) ou le numéro d’identification de son père (getppid). Renvoient -1 en cas d’erreur.

​#include <stdlib.h> (2)
void exit(int status)

Le processus appelant met fin à son exécution. Un appel exit(status) est équivalent à un return status dans la fonction main d’un programme C. L’entier status est un code de terminaison et est rendu au processus père si celui-ci attend la fin de son fils (voir wait).

​#include <sys/types.h> (2)
​#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *stat loc)

Cette fonction permet à un processus d’attendre la mort d’un de ses fils. Si le processus n’a pas eu de fils, ou si tous les fils sont morts au moment de l’appel de wait, la fonction rend -1.

Si un fils est déjà mort, la fonction rend le numéro d’identification de ce fils. Sinon le processus est bloqué jusqu’au décès d’un fils (le premier qui meurt) et rend son numéro (cette attente n’est donc pas sélective).

Cette fonction s’utilise de 2 façons :

wait(NULL) donne le fonctionnement décrit ci-dessus ;

wait(&status) la valeur renvoyé par le fils par exit est stockée dans l’entier status.

Exécution d’un programme

Un processus peut lancer un programme exécutable qui se trouve dans un fichier sur disque en utilisant un des appels système exec(). Le code du programme sur disque remplace le code du processus en cours et donc un appel à exec() ne retourne jamais, sauf en cas d’erreur où il retourne -1 et positionne la variable système errno.

Il existe de nombreuses versions de fonctions exec (execl, execv, execle, execve, execlp, execvp) mais on ne donne ici que le détail pour la plus simpleà utiliser, pour les autres faire :

man 2 exec.

​#include <unistd.h> (2)

int *execlp*(char *path,

char *arg0, char *arg1, ..., char *argn, NULL)

Dans cette version, path est une chaîne de caractères donnant le nom du fichier qui contient le programme à exécuter (cherché dans les chemins du PATH, arg0 contient par convention le nom du fichier (sans répertoire) et les autres arg sont les paramètres du programme à exécuter. La liste des paramètres doit se terminer par un pointeur nul (NULL).

Exemple : execlp("ls", "ls", "*.c", NULL) ;