Wstęp do programowania w C, procesy

Zaczniemy od dość prostego przykładu – do skryptów basha możemy bez większego problemu przekazać jakieś dane w postaci argumentów. Do programu w C również. Zaczniemy od funkcji main(). Program w C zawsze się od takowej zaczyna, jest to bowiem funkcja, która jest wywoływana przy uruchomieniu programu. Możemy ją oczywiście wywołać pustą, ale wtedy nie przekażemy do niej żadnych argumentów. Aby cokolwiek do niej przekazać, użyjemy konstrukcji

int main(int argc, char *argv[]){}

argc jest intem, w którym znajdować się będzie liczba argumentów przekazanych do programu. Argv[] natomiast jest tablicą o rozmiarze takim jak argc, która zawierać będzie kolejno wszystkie przekazane do programu argumenty.

Szybkie zadanko

Napisz programik, który przyjmie ileś argumentów, a następnie je wszystkie wypisze na terminalu. Przypomnę przy okazji, że do wydrukowania tekstu użyjemy funkcji printf (należy zaincludować ).

int printf(stala_lancuchowa, argument1, argument2...)

stała łańcuchowa to w uproszczeniu tekst, który chcemy wypisać. Może zawierać zwykłe znaki, które są przepisywane na ekran oraz kody formatujące kolejne argumenty.

• %c – pojedynczy znak
• %s – string
• %d – signed int
• %f – float
• %u – unsigned int

Czyli, aby wydrukować zawartość zmiennych int jajco i łańcucha PJATK wywołamy:

printf("jajco ma wartość %d, natomiast PJATK ma wartość %s", jajco, PJATK)

Main()

Wywołanie programu to tak naprawdę wywołanie funkcji main() tego programu. Jeśli int main() zwraca 0, to znaczy że program się wykonał prawidłowo i wszyscy jesteśmy szczęśliwi. Stąd też return 0 na końcu. Jakakolwiek inna wartość oznacza błąd. Możemy również użyć exit(0) dla prawidłowo wykonanych programów. Parametr basha $? zawiera wartość zwracaną przez ostatnio zakończony program.

Pora na procesy

Linux zawiera szereg rozwiązań umożliwiających rozdzielania programu na wiele procesów, zarządzanie nimi i komunikację między nimi.

Wywołanie fork() jest używane do stworzenia nowego procesu, nazywanego child process, który będzie działał równolegle do procesu dokonującego wywołania, czyli parent process. Kiedy utworzony zostanie proces podrzędny, oba procesy wykonają już następną instrukcję. Dla przykładu:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]){

printf("%s", "zaraz sie podziele!\n");
fork();
printf("Hello World\n");

return 0;
}

Systemowa funkcja fork() nie przyjmuje żadnych argumentów, a zwraca wartość typu int o wartości zależnej od tego, w którym procesie sprawdzimy:

• liczba ujemna - proces się nie utworzył
• 0 - do procesu dziecka
• liczba dodatnia - pid procesu dziecka w procesie-rodzicu

Wywołanie wait() służy do poczekania na zmiany w procesie-dziecku wywołującego procesu. Taką zmianą może być na przykład zakończenie, zatrzymanie sygnałem, wznowienie. W wypadku terminacji, system uwolni zasoby zarezerwowane dla dziecka. Mamy również kilka funkcji, które pomogą nam odczytywać pid bieżącego i nadrzędnego procesu, są to odpowiednio

getpid();
getppid();

procesem wywołującym funkcję main() będzie terminal, z którego została wywołana.

Zadania do laboratorium

1. Napisz program, który tworzy trzy procesy potomne. Procesy te powinny wypisać na ekranie swoje identyfikatory PID i PPID, a następnie zakończyć swoje działanie. Proces rodzica powinien poczekać na zakończenie wszystkich trzech procesów potomnych i wyświetlić komunikat o zakończeniu ich działania.
2. Napisz program, który tworzy proces potomny. Proces potomny powinien wywołać funkcję getpid() i wyświetlić na ekranie swój identyfikator PID oraz identyfikator PPID. Następnie powinien zakończyć swoje działanie. Proces rodzica powinien poczekać na zakończenie procesu potomnego i wyświetlić na ekranie komunikat o jego zakończeniu.
3. Napisz program, który tworzy proces potomny. Proces potomny powinien wywołać funkcję getppid() i wyświetlić na ekranie identyfikator PPID swojego rodzica. Następnie powinien zakończyć swoje działanie. Proces rodzica powinien poczekać na zakończenie procesu potomnego i wyświetlić na ekranie komunikat o jego zakończeniu.
4. Napisz program, który tworzy dwa procesy potomne. Pierwszy proces potomny powinien wyświetlić na ekranie komunikat “Jestem procesem 1” i zakończyć swoje działanie. Drugi proces potomny powinien wyświetlić na ekranie komunikat “Jestem procesem 2” i zakończyć swoje działanie. Proces rodzica powinien poczekać na zakończenie obu procesów potomnych i wyświetlić na ekranie komunikat “Wszystkie procesy potomne zakończyły swoje działanie”.
5. Napisz program, który tworzy proces potomny. Proces potomny powinien wywołać funkcję wait() i oczekiwać na zakończenie innego procesu. Następnie powinien wyświetlić na ekranie identyfikator PID tego procesu oraz jego kod powrotu. Proces rodzica powinien zakończyć swoje działanie bez oczekiwania na zakończenie procesu potomnego.