第五周 mybash的实现

第五周 mybash的实现

1. 使用fork,exec,wait实现mybash
2. 写出伪代码，产品代码和测试代码
3. 发表知识理解，实现过程和问题解决的博客（包含代码托管链接）

1. fork() 函数：

1. 一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。
2.  fork() 函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
3. 一个进程调用fork() 函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。

在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。
fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
2）在子进程中，fork返回0；
3）如果出现错误，fork返回一个负值；

我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程

有如下代码：

#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>  
int main(void)  
{  
   int i=0;  
   printf("i son/pa ppid pid  fpid/n");  
   //ppid指当前进程的父进程pid  
   //pid指当前进程的pid,  
   //fpid指fork返回给当前进程的值  
   for(i=0;i<2;i++){  
       pid_t fpid=fork();  
       if(fpid==0)  
           printf("%d child  %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);  
       else  
           printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);  
   }  
   return 0;  
}  

运行结果如下：

分析：
第一次fork后，p3224（父进程）的变量为i=0，fpid=3225（fork函数在父进程中返向子进程id）p3225（子进程）的变量为i=0，fpid=0（fork函数在子进程中返回0）
第二步创建了两个进程p3226，p3227，这两个进程执行完printf函数后就结束了，因为这两个进程无法进入第三次循环，无法fork，该执行return 0;了，其他进程也是如此。

2. exec函数：

1. fork函数是用于创建一个子进程，该子进程几乎是父进程的副本，而有时我们希望子进程去执行另外的程序，exec函数族就提供了一个在进程中启动另一个程序执行的方法。
2. 它可以根据指定的文件名或目录名找到可执行文件，并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段，在执行完之后，原调用进程的内容除了进程号外，其他全部被新程序的内容替换了。
3. 这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是Linux下任何可执行脚本文件。

exec函数族使用注意点：
在使用exec函数族时，一定要加上错误判断语句。因为exec很容易执行失败，其中最常见的原因有：
① 找不到文件或路径，此时errno被设置为ENOENT。
② 数组argv和envp忘记用NULL结束，此时errno被设置为EFAULT。
③ 没有对应可执行文件的运行权限，此时errno被设置为EACCES。

在Linux中使用exec函数族主要有以下两种情况 ：

如果一个进程想执行另一个程序，那么它就可以调用fork函数新建一个进程，然后调用任何一个exec函数使子进程重生。
当进程认为自己不能再为系统和用户做出任何贡献时，就可以调用任何exec 函数族让自己重生。

execlp.c文件如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    if(fork()==0){
        if(execlp("/usr/bin/env","env",NULL)<0)
        {
            perror("execlp error!");
            return -1 ;
        }
    }
    return 0 ;
}

执行结果如图：

由执行结果看出，execlp函数使执行码重生时继承了Shell进程的所有环境变量，其他三个不以e结尾的函数同理。

3. wait()函数：

1. wait()会暂时停止目前进程的执行, 直到有信号来到或子进程结束. 
2. 如果在调用wait()时子进程已经结束, 则wait()会立即返回子进程结束状态值. 
3. 子进程的结束状态值会由参数status 返回, 而子进程的进程识别码也会一快返回

4使用fork,exec,wait实现mybash：

部分代码展示，全部代码在码云里

int main()
{
    char cmdline[MAX];
    
    while(1){
        printf("bsetixx@besrixx-VirtualBox:~/XINAN/mybash/$ ");
        fgets(cmdline,MAX,stdin);
        if(feof(stdin))
        {
            printf("error");
            exit(0);
        }
        eval(cmdline);
    }
}

void eval(char *cmdline)
{
    char *argv[MAX];
    char buf[MAX];
    int bg;
    pid_t pid;
    strcpy(buf,cmdline);
    bg = parseline(buf,argv);
    if(argv[0]==NULL)
        return;
    if(!builtin_command(argv)) 
    {   
    if((pid=fork()) == 0)
    {
        if(execvp(argv[0],argv) < 0) {
            printf("%s : Command not found.
",argv[0]);
            exit(0);
        }
    }

    if(!bg){
        int status;
        if(waitpid(-1,&status,0) < 0) 
            printf("waitfg: waitpid error!");
    }
    else
        printf("%d %s",pid, cmdline);
    return;
    }
}

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