C语言实现Linux进程运行轨迹跟踪与统计分析

知识点详细说明： 1. Linux进程管理基础 Linux操作系统中的进程管理是操作系统核心功能之一。进程从创建到结束的整个过程被称为进程的生命期。在Linux系统中，进程的创建通常是通过fork()系统调用来实现的。fork()会复制当前进程的所有资源，创建一个新的进程（子进程），并返回两次：在父进程中返回新创建的子进程的PID，在子进程中返回0。在本实验中，进程的创建就是通过fork()来实现的。 2. Linux进程状态及其切换 Linux中进程的状态主要包括：就绪态（Ready）、运行态（Running）、阻塞态（Blocked，也称为等待态）等。进程在执行过程中会因为调度、I/O操作等因素在不同的状态之间切换。例如，当进程启动一个文件读写操作时，它会被操作系统切换到阻塞态以等待I/O完成；当操作完成，它会被切换成就绪态，等待CPU再次被调度执行。 3. C语言实现多进程 在本实验中，需要利用C语言编写一个多进程的样本程序。这通常涉及到对fork()函数的多次调用，以及对子进程的管理。多进程程序设计的一个重要任务是处理进程间的协作和同步问题，确保每个子进程都能并行执行，并在结束时能够被父进程正确地监控和记录。 4. 进程调度 进程调度是操作系统中负责管理CPU资源分配的机制。在本实验中，父进程负责打印所有子进程的ID，并等待所有子进程完成后才退出。这意味着父进程需要有某种机制来检测所有子进程的结束状态，这一机制通常涉及到进程间通信（IPC）或者进程同步技术。 5. 进程运行轨迹跟踪 进程运行轨迹跟踪要求在Linux内核中维护一个日志文件，记录操作系统从启动到关机过程中所有进程的运行状态变化。本实验要求在Linux 0.11版本上实现该功能。在实现时，需要在内核代码中插入特定的代码来记录进程状态变化，并将相关信息写入日志文件/var/process.log。 6. Linux系统日志管理 Linux系统的日志管理是系统管理的重要组成部分。进程运行轨迹的跟踪涉及到了对日志文件的写入操作。在Linux系统中，常见的日志文件包括系统日志、应用程序日志等，这些日志文件对于系统监控、调试和审计非常重要。 7. C语言文件操作 在C语言中进行文件操作通常需要使用标准库函数，如fopen(), fwrite(), fclose()等。实现进程运行轨迹跟踪时，需要在内核模块中实现文件写入功能，这通常要求对Linux内核编程有一定的了解，包括如何在内核空间进行内存分配、字符设备驱动编程等。 8. Linux内核编程 Linux内核编程涉及到内核空间的内存管理、进程管理、文件系统操作等。内核模块编程允许开发者在运行时动态地向内核添加新的功能，而不必重新编译整个内核。实现进程运行轨迹跟踪的内核模块需要正确地处理内核内存分配、字符设备驱动注册、中断处理等内核级操作。 9. 编程实践与系统理解 本实验是一个综合性的编程实践，不仅要求学生掌握C语言编程技能，还要求对Linux系统有深入的理解。学生需要熟悉Linux系统调用、进程管理机制、内核模块编程等高级主题，这有助于加深对操作系统原理的认识。 10. 实验资源链接 实验的详细信息可以在提供的链接中找到，该链接指向一个详细说明实验要求和步骤的网页。这对于实验的设计、编码、调试和完成至关重要。