用c语言编写程序模拟实现创建新的进程,C语言模拟shell命令1

我就是我 2022-10-15 04:00 38阅读 0赞

Process API

在UNIX系统中，如何创建进程？

UNIX在提供的system calls中，有一对非常奇异的创建新的进程system calls:

fork()

exec()

当然，要用这两个system calls，还要用到wait()，通常是一个进程用来等待另一个进程完成。

关于为什么UNIX给了这么几个奇异的接口来创建一个新的进程呢？

历史证明吧！在构建UNIX shell中，fork()和exec()是至关重要的。它能够实现shell(就是一个user program)在调用fork()之后、在调用exec()之前运行一些代码。

更详细的说，它给你一个提示，然后等待你的输入。

然后你输入进命令(该命令也是一个可执行程序an executable program)，再输入一些参数(arguments)。

![0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png][]

在通常情况下，shell先在file system中找到可执行程序，然后调用fork()创建一个新的子进程准备执行命令，然后调用exec()的一些变体函数通过fork出来的进程来执行这个命令，然后调用wait()来等待结果。

当子进程完成，shell从wait()返回，然后重新开始，给出提示，等待你输入。

通过下面的例子来体会一下(关于这三个system calls: fork(), exec() and wait()，具体使用暂且不先介绍)。

实现目标

用C语言模拟shell中的该命令wc hello.txt > newfile.txt

在这个例子当中，wc指令／程序的输出被重定向到输出文件newfile.txt中(大于号在这里的意思是重定向)。

用C实现这条语句过程非常有意思：

父进程通过fork()创建子进程，不过在调用系统调用exec()之前，先进行下面这一行操作

父进程关闭standard output，然后打开newfile.txt文件(这样，在接下来的要运行的程序wc中的任何输出，都会输出到newfile.txt而不是直接到屏幕)，其实就是实现重定向>的作用

然后调用exec()家族函数execvp()在新进程中执行wc

文件准备

这两个文件在同一文件夹下

1. hello.txt – 被统计文件大小的文件

1

22

333

4444

2. process.c – 完成shell命令的程序

\#include // printf; fprintf; stderr

\#include // exit()

\#include // fork(); getpid(); close(); execvp()

\#include // strdup()

\#include // file control options

//\#include

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

printf("hello world (pid:%d)\\n", (int)getpid());

int rc = fork();

if (rc < 0) \{ // fork failed, exit.

fprintf(stderr, "fork failed\\n");

exit(1);

\}

else if (rc == 0) \{ // child: redirect standard output to a file

printf("hello, I am child (pid:%d)\\n", (int)getpid());

close(STDOUT\_FILENO);

open("./newfile.txt", O\_CREAT|O\_WRONLY|O\_TRUNC, S\_IRWXU);

char \*myargs\[3\];

myargs\[0\] = strdup("wc"); // program: "wc" (word count)

myargs\[1\] = strdup("hello.txt"); // argument: file to count

myargs\[2\] = NULL; // marks end of array

execvp(myargs\[0\], myargs);

printf("this shouldn't print out");

\}

else \{ // parent goes down this path (main)

int wc = wait(NULL);

printf("hello, I am parent of %d (wc:%d) (pid:%d)\\n", rc, wc, (int)getpid()); // 这里的返回的rc为子进程ID

\}

return 0;

\}

关于系统调用函数fork()，再多说几句

由fork()创建的新进程被称为子进程(child process)。fork函数被调用一次，但返回两次。两次返回的区别是：

子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新建子进程的进程ID。

所有，在上面的小程序中，rc所处位置不同，返回的结果不同。

结果显示

刚开始，先要用gcc编译一下：

gcc -o process process.c

然后，在shell下运行：

./process

1. 屏幕输出

hello world (pid:9299)

hello, I am child (pid:9300)

hello, I am parent of 9300 (wc:9300) (pid:9299)

2. cat output.txt

4 4 14 hello.txt

说明一下

4(行数) 4(单词数，以空格为界) 14(字节数) hello.txt(文件名)

[0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png]: /images/20221014/3b79ac4e695c4a368cfb237d0132d650.png

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