目录

一、进程程序替换原理

 二、进程替换函数

三、函数实现子进程进程替换

3.1 测试函数

3.2 写时拷贝保证替换后的进程独立性

四、自我实现一个简单的 shell

五、内置命令

5.1 pwd查询路径本质

5.2 内置命令概念

5.3 自我实现shell Pro

 先见见进程替换：

#include
#includeint main()
{printf("the process is running...\n");execl("/usr/bin/ls","ls","--color=auto",NULL);//进程替换
}

一、进程程序替换原理

用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支),子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时,该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换,从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程,所以调用exec前后该进程的id并未改变！

 二、进程替换函数

系统调用接口：

函数封装接口：

#include `
int execl(const char *path, const char *arg, ...);

int execlp(const char *file, const char *arg, ...);

int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);

int execv(const char *path, char *const argv[]);

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

l(list) : 表示参数采用列表
v(vector) : 参数用数组
p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH
e(env) : 表示自己维护环境变量

可变参数：

 我们发现每个函数参数表中都有...，这代表着我们的参数列表是可变参数列表！

可变参数列表允许参数个数是动态的，想传多少就传多少，最后以NULL结尾！我们原来用的printf函数也是典型的可变参数！

三、函数实现子进程进程替换

3.1 测试函数

#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{pid_t id=fork();if(id==0){printf("the child process is running...\n");printf("我是子进程,id=%d\n",getpid());sleep(1);//法一：execl 列表传命令//execl("/usr/bin/ls","ls","--color=auto",NULL);//系统命令//execl("./mybin","mybin",NULL);//自己编写的程序//法二：execlp 环境变量PATH//execlp("ls","ls","--color=auto",NULL);//法三:execv 数组传命令//  char* const _argv[]={//     "ls",//     "-a",//     "-l",//     "--color=auto",//     NULL// };//execv("/usr/bin/ls",_argv);//法四:execvp 二和三的组合//  char* const _argv[]={//     "ls",//     "-a",//     "-l",//     "--color=auto",//     NULL// };// execvp("ls",_argv);//法五:execle 获取环境变量extern char**environ;char* const _envp[]={"myval=666",NULL};putenv("myval=666");//自己设置环境变量execle("./mybin","mybin",NULL,environ);exit(-1);//进程替换失败}else if(id>0){int status=0;pid_t ret=waitpid(id,&status,0);sleep(3);if(ret>0)printf("wait success:%d  sig code=%d  child exit code=%d\n",ret,status&0X7F,(status>>8)&0XFFFF);}else{printf("creat child process error!\n");}return 0;
}

法四结果：

法五结果：

3.2 写时拷贝保证替换后的进程独立性

💡💡

子进程程序替换前共享父进程代码！程序替换会将磁盘代码替换原代码！进程具有独立性，子进程不能直接替换共享代码而影响父进程！所以操作系统会对子进程代码进行写时拷贝！

四、自我实现一个简单的 shell

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define NUM_SIEZ 1024
char Command_Line[NUM_SIEZ];
#define OPT_NUM 64
char* myargv[OPT_NUM];
#define DEBUG
int main()
{
while(1)
{printf("[用户名@主机名  当前路径]$ ");fflush(stdout);//刷新缓冲区char* str=fgets(Command_Line,sizeof(Command_Line)-1,stdin);//从标准输入获取字符串assert(str!=NULL);//"abcde\n" 让最后一个字符为NULL(0)！为后面命令数组结尾获取0！Command_Line[strlen(Command_Line)-1]=0;
#ifdef DEBUG//以空格为分隔单位，获取命令与命令选项！myargv[0]=strtok(Command_Line," ");int i=1;while(myargv[i++]=strtok(NULL," "));
#endif//创建子进程pid_t id=fork();if(id==0)//子进程程序替换{execvp(myargv[0],myargv);exit(1);//进程替换失败}else if(id>0)//父进程等待{waitpid(id,NULL,0);}else{printf("creat child process error!\n");}
}      return 0;
}

五、内置命令

问题引入：下面我们来看一看自我实现的shell 实现下面的命令：

5.1 pwd查询路径本质

 进程路径是可以被修改的，磁盘路径是亘古不变的！，pwd的本质是查询当前进程的工作目录！我们可以通过chdir修改工作路径！

 5.2 内置命令概念

内置命令指的是命令由父进程本身执行，不靠子进程程序替换的命令！例如 echo pwd 命令！

5.3 自我实现shell Pro

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define NUM_SIEZ 1024
char Command_Line[NUM_SIEZ];
#define OPT_NUM 64
char* myargv[OPT_NUM];
//子进程返回结果
int last_sigcode=0;
int last_exit_code=0;
int main()
{
while(1)
{printf("[用户名@主机名  当前路径]$ ");fflush(stdout);char* str=fgets(Command_Line,sizeof(Command_Line)-1,stdin);//从标准输入获取字符串assert(str!=NULL);//"abcde\n" 让最后一个字符为NULL(0)！为后面命令数组结尾获取0！Command_Line[strlen(Command_Line)-1]=0;//以空格为分隔单位，获取命令与命令选项！myargv[0]=strtok(Command_Line," ");int i=1;//文件带上标识颜色if(strcmp(myargv[0],"ls")==0){myargv[i++]="--color=auto";}while(myargv[i++]=strtok(NULL," "));if(myargv[0]!=NULL && myargv[1]!=NULL && strcmp(myargv[0],"cd")==0){chdir(myargv[1]);//改变父进程程序路径continue;//内置命令，直接结束}if(myargv[0]!=NULL && myargv[1]!=NULL && strcmp(myargv[0],"echo")==0){if(strcmp(myargv[1],"$?")==0)//获取上一次进程结果{printf("sigcode=%d exit_code=%d\n",last_sigcode,last_exit_code);continue;}else{printf("%s\n",myargv[1]);last_exit_code=0;last_sigcode=0;continue;}}//创建子进程pid_t id=fork();if(id==0){execvp(myargv[0],myargv);exit(1);//进程替换失败}else if(id>0){int status=0;int ret=waitpid(id,&status,0);assert(ret>0);last_sigcode=status&0X7F;last_exit_code=(status>>8)&0XFF;}else{printf("creat child process error!\n");}
}      return 0;
}