TP 2
Création et communication entre processus

Création de processus : fork

La fonction fork permet de dupliquer un processus en créant un processus fils identique.

• Découverte de fork
  • Consultez le manuel de la fonction fork (utilisable en C). Quelles valeurs renvoie t'elle ?
  • En utilisant cette fonction, créez une petite famille (un père et son fils) de processus qui affichent chacun leur identité.
  • Vérifiez leur "parenté" en affichant précisément la liste des processus (consultez les options de la commande ps).
  • Le processus fils a t'il récupéré les variables initialisées par le processus père ? Démontrez le.
• Fork multiples
  • Créez une descendance complète de processus avec trois niveaux de branches (grand-père, père, fils).
  • Créez un programme avec une boucle (n itérations par exemple) à l'intérieur de laquelle est exécuté un fork. Réalisez des affichages de PID et PPID pour comprendre ce qu'il se passe. Combien génère t'on de processus en fonction de n ?
  • Quel serait un bon style de programmation pour gérer de multiples fork dans un programme ?
• Processus orphelins : si un processus père meurt avant son fils ce dernier devient orphelin.
  • Créez une descendance complète de processus (grand-père, père, fils). Ces processus doivent durer longtemps (utilisez la fonction sleep). Que se passe t'il si on coupe la branche au niveau du grand-père. Tuez le processus correspondant et vérifiez l'état des processus restants. Existe t'il des processus orphelins ? A quels processus ont-ils été rattachés ?
  • Stoppez maintenant le processus au niveau 2 (père). Vérifiez l'état des processus restants. Existe t'il des processus orphelins ? A quels processus ont-ils été rattaches ?
  • Pourquoi un processus ne peut-il rester sans processus père ?
• Processus zombies : si un fils meurt avant que son père ne se termine, celui-ci devient un processus zombie : il ne consomme pas de ressource système, mais a une entrée dans la table des processus.
  • Recréez une descendance complète de processus (grand-père, père, fils). Ces processus doivent durer longtemps (utilisez la fonction sleep). Que se passe t'il si on coupe la branche au niveau du fils. Tuez le processus correspondant et vérifiez l'état des processus restants. Existe t'il des processus zombies ? Quelles sont les caractéristiques de ces processus zombies ?
  • Stoppez maintenant le processus au niveau 2 (père) . Vérifiez l'état des processus restants. Existe t'il des processus zombies ?
• Wait
  • Consultez le manuel des fonctions wait et waitpid.
  • Utiliser la fonction wait pour qu'un père attende la terminaison d'un fils, ou bien acquitte cette dernière (dézombification).
  • Vérifiez que vous pouvez bien récupérer le code de terminaison (celui qui est passé à exit) d'un processus fils particulier dans la variable status passé à waitpid (un père lance deux fils, et attend la terminaisons du second pat exemple).

Passage de paramètres à un programme C

La déclaration d'un programme principal en C se fait de la manière suivante : int main(int argc, char* argv[]), où argc est le compteur de paramètres, et argv un tableau de chaînes de caractères contenant ces paramètres.

• Créez un programme C qui affiche les valeurs de argv et de argv. Compilez et testez avec 0 ou plusieurs paramètres de tous types.
• Créez le programme C param qui doit pouvoir s'appeler de la manière suivante : "param -c 12 tata.doc" ou "param tata.doc", qui dans le premier cas affichera 12 fois le nom tata.doc, dans le deuxième une seule fois, et renverra un message d'erreur dans les autres cas.
• Testez (avec une commande standard, par exemple ls, puis avec param) la commande "echo $?" qui permet de récupérer dans le shell le retour du dernier programme lancé.

Lancement de programme dans un shell ou un programme

Diverses commandes shell (exec) ou C (execl, execve...) permettent d'exécuter des processus en remplaçant un processus par le code d'un autre.

• Étudiez a l'aide du manuel la famille des commandes exec.
• Tapez dans une fenêtre : exec ls /usr/bin. Que constatez-vous ?
• En prenant deux fenêtres différentes, tapez exec du / dans une des fenêtres. Observez la liste des processus avant et après l'appel de cette commande. Que constatez-vous ?
• Utilisez les commandes execl et execv pour lancer des commandes telles que "ls /usr/bin" ou "param -c 12 tata.doc". A quoi sert le code C situé après une fonction de la famille exec ?

Duplication de processus et remplacement de code

• Créez deux programmes (excutables) différents : fils1 et fils2, qui affichent des messages différents à l'écran. Créez un troisième processus, le processus maître qui lance les deux processus fils. Expérimentez le bon fonctionnement des processus en vérifiant la parenté des processus générés par le maître.
• Créez un programme qui attend l'entrée d'un chiffre au clavier, et retourne celui-ci à la terminaison. Créez un processus père qui lance ce programme tant que le chiffre rentré n'est pas 0.

D'après un TP de Laurent Lefèvre (mars 2001), modification/extension Yannick Prié (février 2002).