Linux之进程控制&&进程终止&&进程等待&&进程的程序替换&&替换函数&&实现简易shell

CSDN 2024-08-15 17:37:03 阅读 93

文章目录

一、进程创建1.1 fork的使用

二、进程终止2.1 终止是在做什么?2.2 终止的3种情况&&退出码的理解2.3 进程常见退出方法

三、进程等待3.1 为什么要进行进程等待?3.2 取子进程退出信息status3.3 宏WIFEXITED和WEXITSTATUS(获取进程终止情况和退出码)3.4 进程的阻塞和非阻塞等待

四、进程的程序替换4.1 创建子进程的目的?4.2 进程的程序替换4.2.1 单个进程的程序替换4.2.2 父进程派生子进程的程序替换

4.3 进程替换原理

五、替换函数六、自己实现简易shell6.1 shell代码实现6.2 什么是当前路径?(当前进程的工作目录 && cd底层实现用chdir)6.3 shell内建/内置命令(shell自己执行的命令,而不是派生子进程进行程序替换来执行)

一、进程创建

1.1 fork的使用

我们可以使用man指令来查看一下

<code>man 2 fork

进程会复制父进程的PCB,之间代码共享,数据独有,拥有各自的进程虚拟地址空间。

在这里插入图片描述

这里就有一个代码共享,并且子进程是拷贝了父进程的PCB,虽然他们各自拥有自己的进程虚拟地址空间,数据是拷贝过来的,通过页表映射到同一块物理内存中,在上篇文章【Linux进程地址空间详解】也讲解过写时拷贝,这里就不再过多赘述~大概流程可以看一下下图:

在这里插入图片描述

在上图中我们还可以看到返回类型是<code>pid_t,如果创建子进程失败,会返回小于0的数字,而如果创建子进程成功,该函数则会返回俩个值。它会给子进程返回0值,而给父进程返回子进程的pid(一个大于0的数),创建成功后我们可以对此进行使用if语句进行分流~~

下面简单验证再来验证一下:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

int g_val = 100;

int main()

{

pid_t pid = fork();

if(pid < 0) {

printf("fork error!\n");

exit(-1);

}

else if(pid == 0) {

//child

g_val = 200;

printf("This is Child! g_val = %d, p = %p\n",g_val,&g_val);

}

else {

//parent

sleep(1);

printf("This is Parent! g_val = %d, p = %p\n",g_val,&g_val);

}

return 0;

}

很显而易见,这里的地址是虚拟的地址空间,真正的值是存储在物理内存中的。而这时通过页表的映射,本质上内存中已经是指向了不同的物理地址

在这里插入图片描述

二、进程终止

顾名思义,就是直接让进程终止,我们来了解一下:

2.1 终止是在做什么?

释放内核数据结构—>task_struct:Z(僵尸状态)

2.2 终止的3种情况&&退出码的理解

代码运行完毕,结果正确代码运行完毕,结果不正确代码异常终止


在上面的1和2中可通过退出码进行决定,这里什么是退出码呢?我们在C语言每次写的时候为什么最后写一个return 0呢?这里我们可以实验一下:

<code>#include <stdio.h>

int main()

{

return 1;

}

这里我们还要了解一个命令

echo $?

作用是打印出上一次进程的退出码,而我们C语言刚刚最后写的退出码是1,最后记录了刚刚的退出码,所以打印的是1

在这里插入图片描述


第三个是代码执行的时候出现了异常,被提前退出了,我们可以再来验证一下:下面这个代码很明显是野指针的访问:

<code>int main()

{

int* p = NULL;

*p = 10;

return 0;

}

在这里插入图片描述

在编译运行的时候,出现了异常,提前退出了,操作系统发现了不该做的事情,OS杀死了进程

一旦出现了异常,退出码也就没有意义了,那么为什么出现了异常,是因为进程收到了OS发给进程的信号

在Linux中,可以使用<code>kill -l查看所表示的信号,可以看到0表示成功~,所以一般正常运行完成之后退出码就写成0,非0表示失败

在这里插入图片描述

2.3 进程常见退出方法

正常退出

从main函数返回调用exit函数调用_exit函数

异常退出

Ctrl+C,信号终止等

在我们平时使用的kill -9就是给OS发送一个信号,对程序做出动作

在这里插入图片描述

例如,使用-9信号杀死进程

在这里插入图片描述

刚刚上面的段错误就可以发送11每个对应的编号都有对应的错误描述

在这里插入图片描述


exit退出函数和_exit退出函数:

可以使用man手册来查看stauts定义了进程的终止状态,由用户自己传递,父进程可以通过wait来获取该值

在这里插入图片描述

exit是库函数,_exit是系统调用函数,而库函数内部封装了系统调用。 也就是说,调用exit函数最终也会调用_exit来使进程退出,只不过在其调用_exit之前,会将缓冲区进行刷新

return退出

return是一种更常见的退出进程方法。执行return n等同于执行exit(n),因为调用main的运行时函数会将main的返 回值当做 exit的参数。

衡量一个进程退出,我们只需要两个数字:退出码和退出信号

三、进程等待

3.1 为什么要进行进程等待?

如果子进程先于父进程退出,而父进程并没有关心子进程的退出状况,从而无法回收子进程的资源,就会导致子进程变成僵尸进程,这里的僵尸状态使用kill也杀不掉,会导致内存泄露如果想要解决这个僵尸状态就要进行进程等待,等待父进程回收子进程的资源,获取子进程的退出状态

在父进程中,使用wait或waitpid接口来完成进程等待。

在这里插入图片描述

这里的参数是一级指针status,它其实是个输出型参数,用于获取子进程的退出状态,如果不关心则可以设置为NULL成功会返回被等待进程的pid,失败则会返回-1

<code>#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

int main()

{

pid_t id=fork();

if(id==0)

{

// child process

int cnt=10;

while(cnt)

{

printf("我是子进程:%d,父进程:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt--);

sleep(1);

}

exit(0);// 子进程退出

}

sleep(15);

pid_t ret=wait(NULL);

if(ret>0)

{

printf("wait success:%d!\n",ret);

}

sleep(5);

return 0;

}

在这里插入图片描述


waitpid:

等待成功正常返回则返回被等待进程的pid如果第三个参数options设置成了WNOHANG,而此时没有子进程退出(没有成功等待到子进程),就会返回0,而不是阻塞在函数内部调用出错则返回-1

参数:

pid,设置成-1则表示等待任意一个子进程,同wait;如果>0则表示等待一个指定的子进程,pid就是被等待子进程的进程号status,获取子进程的退出状态,同waitoptions,可以设置为0或WNOHANG。设置为0则与wait一样,如果没有等待到子进程退出会一直阻塞;而设置为WNOHANG则表示非阻塞,如果被等待的子进程未退出,则会返回0值,成功等待到子进程则会返回被等待子进程的pid

这里就不再演示了~~

3.2 取子进程退出信息status

我们已经知道status是一个出参,由操作系统为其赋值,用户可以传递NULL值表示不关心,而如果传入参数,操作系统就会根据该参数,将子进程的退出信息反馈给父进程,由status最终被赋予的值来体现。

如何通过status来获取子进程的退出信息呢?

status是一个int类型的值,意味着它应该有32个比特位,但它又不能被当初普通的整形来看待,因为其高16位的值并不被使用,而只使用其低16个比特位:

在这里插入图片描述

不论是正常退出还是异常退出,status的高8个比特位(只讨论低16个比特位)都表示子进程的退出码,而这个退出码一般是return的返回值或者exit的参数;正常退出时,status的低8个比特位为全0;而异常退出时,其第8个比特位则为core dump标志位,用来标志是否会有core dump文件产生,而低7个比特位则是退出信号。


退出码:(status >> 8) & 0xFF

低7位(检测子进程是否异常退出):status & 0x7F

结果为0则表示正常退出

不为0则说明是异常退出,因为有终止信号

core dump标志位:(status >> 7) & 0x1

结果为0则表示没有core dump产生

等于1则说明有core dump产生

<code>#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

int main()

{

pid_t id=fork();

if(id==0)

{

// child process

int cnt=10;

while(cnt)

{

printf("我是子进程:%d,父进程:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt--);

sleep(1);

}

exit(6);// 子进程退出

}

sleep(15);

int status = 0;

pid_t ret=waitpid(id,&status,0);

if(ret>0)

{

printf("wait success:%d!\n",ret);

printf("status:%d,退出码是%d,退出信号是%d\n",status,(status>>8)&0xFF,status&0x7F);

}

sleep(5);

return 0;

}

在这里插入图片描述

执行结果

在这里插入图片描述


我们还可以演示一下异常退出我们在子进程里写一个野指针访问

<code>int* p = NULL;

*p = 100;

这里也就很显而易见了~~

在这里插入图片描述

3.3 宏WIFEXITED和WEXITSTATUS(获取进程终止情况和退出码)

WIFEXITED(status):若子进程是正常终止,则返回结果为真,用于查看进程是否正常退出。

WEXITSTATUS(status):若进程正常终止,也就是进程终止信号为0,这时候会返回子进程的退出码。

下面我们可以写一个代码来演示一下

<code>#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <assert.h>

int main()

{

pid_t id = fork();

assert(id != -1);

if(id == 0)

{

// child

int cnt = 10;

while(cnt)

{

printf("child process running,pid:%d,ppid:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt--);

sleep(1);

}

exit(10);

}

// 等待子进程

int status=0;

int ret = waitpid(id,&status,0);

if(ret > 0)

{

if(WIFEXITED(status))

{

printf("child process exit normally,exit code:%d\n",WEXITSTATUS(status));

}

else

{

printf("child process don't exit normally\n");

}

// printf("wait success,exit code:%d,signal number:%d\n",(status>>8)&0xFF,status & 0x7F);

}

return 0;

}

正常退出

在这里插入图片描述

异常退出

在这里插入图片描述

3.4 进程的阻塞和非阻塞等待

当子进程还没有死的时候,也就是没有退出的时候,父进程调用的wait或waitpit需要等待子进程退出,系统调用接口也不返回,这段时间父进程什么都没做,就一直等待子进程退出,这样的等待方式,称之为阻塞式等待。

非阻塞式等待就是不停的检测子进程状态,每一次检测之后,系统调用立即返回,在waitpid中的第三个参数设置为WNOHANG,即为父进程非阻塞式等待

如果等待的子进程状态没有发生变化,则waitpid会返回0值。多次非阻塞等待子进程,直到子进程退出,这样的等待方式又称之为轮询。如果等待的进程不是当前父进程的子进程,则waitpid会调用失败。

<code>#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <assert.h>

int main()

{

pid_t id = fork();

assert(id!=-1);

if(id==0)

{

// child process

int cnt=5;

while(cnt)

{

printf("child process running,pid:%d,ppid:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt--);

sleep(3);

}

exit(10);

}

int status=0;

while(1)

{

// WNOHANG是非阻塞等待,子进程没有退出,父进程检测一次之后,立即返回

pid_t ret=waitpid(id,&status,WNOHANG);

if(ret == 0)

{

// waitpid调用成功,子进程没有退出

printf("Wait for success,but the child process is still running\n");

}

else if(ret == id)

{

// waitpid调用成功,子进程退出

printf("wait success,exit code:%d,signal number:%d\n",(status>>8)&0xFF,status & 0x7F);

break;

}

else

{

// waitpid调用失败,例如等待了一个不属于该父进程的子进程

printf("The waitpid call failed\n");

break;

}

sleep(1);

}

return 0;

}

在这里插入图片描述

非阻塞等待有一个好处就是,不会像阻塞式等待一样,父进程什么都做不了,而是在轮询期间,父进程还可以做其他的事情。

下面代码中,利用了回调函数的方式,来让父进程轮询等待子进程期间,还可以处理其他任务。

<code>#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <assert.h>

#include <string.h>

void task1()

{

printf("Process task1\n");

}

void task2()

{

printf("Process task2\n");

}

void task3()

{

printf("Process task3\n");

}

typedef void (*func_t)();// 定义一个函数指针类型。

func_t Process_task[10];

void loadtask()

{

memset(Process_task,0, sizeof(Process_task));

Process_task[0]=task1;

Process_task[1]=task2;

Process_task[2]=task3;

}

int main()

{

pid_t id = fork();

assert(id!=-1);

if(id==0)

{

// child process

int cnt=5;

while(cnt)

{

printf("child process running,pid:%d,ppid:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt--);

sleep(1);

}

exit(10);

}

loadtask();// 加载任务到函数指针数组里面。

int status=0;

while(1)

{

pid_t ret=waitpid(id,&status,WNOHANG);// WNOHANG是非阻塞等待,子进程没有退出,父进程检测一次之后,立即返回

if(ret == 0)

{

// waitpid调用成功,子进程没有退出

printf("Wait for success,but the child process is still running\n");

for(int i=0; Process_task[i]!=NULL; i++)

{

Process_task[i]();// 回调函数的方式,让父进程在轮询期间,做其他事情

}

}

else if(ret == id)

{

// waitpid调用成功,子进程退出

printf("wait success,exit code:%d,signal number:%d\n",(status>>8)&0xFF,status & 0x7F);

break;

}

else

{

// waitpid调用失败,例如等待了一个不属于该父进程的子进程

printf("The waitpid call failed\n");

break;

}

sleep(1);

}

return 0;

}

在这里插入图片描述

四、进程的程序替换

4.1 创建子进程的目的?

创建子进程一般两个目的:

让子进程执行父进程代码的一部分,也就是执行父进程对应的磁盘上的代码和数据的一部分。

让子进程加载磁盘上指定的程序到内存中,使其执行新的程序的代码和数据,这就是进程的程序替换。

4.2 进程的程序替换

接下来我们就介绍一些进程的程序的替换函数

4.2.1 单个进程的程序替换

下面函数参数是可变参数列表,可以给C语言函数传递不同个数的参数。

<code>int execl(const char* path,const char* arg,...);

通过man指令可以查看

man execl

在这里插入图片描述

要执行一个程序,首先就是找到这个程序,然后在执行这个程序,执行程序的时候,也拥有不同的执行方式,通过执行选项的不同便可以使得程序以多种不同的方式执行。

例如:

<code>#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

int main()

{

// .c --> .exe --> load into memory --> process --> running

printf("The process is running...\n");

// 传参以NULL结尾,来表示传参结束

execl("/usr/bin/ls","ls","-a","-l","--color=auto",NULL);

printf("The process finishes running...\n");

return 0;

}

可以看到只打印了一行run,紧接着是执行后面替换的程序

在这里插入图片描述


exec系列的函数只有在调用失败的时候才有返回值,这个返回值是-1,那为什么exec系列的函数没有调用成功时的返回值呢?

答案:没有必要,因为exec系列函数调用结束之后,代码就全都被替换了,就算给你返回值你也使用不了,因为代码全都替换为指定程序的代码了,所以只要exec系列函数返回,那就一定发生调用错误了。

例如:我随便写一个命令,这个命令是不在这个目录里的

<code>#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

int main()

{

// .c --> .exe --> load into memory --> process --> running

printf("The process is running...\n");

// 传参以NULL结尾,来表示传参结束

execl("/usr/bin/lsss","ls","-l","--color=auto",NULL);

printf("The process finishes running...\n");

return 0;

}

在这里插入图片描述

4.2.2 父进程派生子进程的程序替换

子进程被替换为ls进程,不会影响父进程,因为进程具有独立性。

<code>#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <assert.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

int main()

{

printf("The process is running...\n");

pid_t id = fork();

assert(id != -1);

if(id==0)

{

//child process

sleep(1);

execl("/usr/bin/ls","ls","-l",NULL);

exit(1);// 如果调用失败,直接让子进程退出

}

int status = 0;

pid_t ret = waitpid(id,&status,0);

if(ret == id)

{

printf("wait success, exit code:%d , signal number:%d\n",(status>>8)&0xFF,status&0x7F);

}

return 0;

}

在这里插入图片描述

4.3 进程替换原理

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。

在这里插入图片描述

当父进程派生的子进程发生程序替换时,防止父子进程原先共享的代码段和数据段被修改,操作系统会进行写时拷贝,将代码段和数据段重新复制一份给子进程,让子进程程序替换之后,不会影响父进程。这就是进程之间的独立性。

虚拟地址空间和页表可以保证进程之间的独立性,一旦有执行流要改变代码或数据,就会发生写时拷贝。所以不是只有数据可能发生写入,代码也是有可能发生写入的,这两种情况都会发生写时拷贝。

五、替换函数

l代表list,指的是将参数一个一个的传入execl函数

int execl(const char *path, const char *arg, …);

<code>int main()

{

pid_t id = fork();

if(id == 0){

// child

execl("/usr/bin/ls", "ls", "-l", NULL);

// 如果执行到这里说明替换失败,让子进程退出

exit(-1);

}

// parent

return 0;

}

p是指path,不用传程序的路径,只需要传程序的名字就够了,此函数会自动在PATH环境变量的路径下面去查找对应的程序。execlp中的两个ls是不重复的,一个是告诉操作系统要执行什么程序,一个是告诉操作系统怎么执行程序。

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

int main()

{

pid_t id = fork();

if(id == 0){

// child

execlp("ls", "ls", "-l", "--color=auto", NULL);

// 如果执行到这里说明替换失败,让子进程退出

exit(-1);

}

// parent

return 0;

}

v是指vector,指的是该函数可以将所有的执行参数放到数组里面,统一进行传参,而不是使用可变参数列表的方式,来一个一个的传执行参数。

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

int main()

{

pid_t id = fork();

if(id == 0){

// child

char* const argv[] = { (char*)"ls", (char*)"-l", (char*)"--color=auto", NULL};

execv("/usr/bin/ls", argv);

// 如果执行到这里说明替换失败,让子进程退出

exit(-1);

}

// parent

return 0;

}

PATH和vector,指的是不用传程序路径,默认在环境变量中进行查找并且可以将执行参数放到数组里面,统一进行传参

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

int main()

{

pid_t id = fork();

if(id == 0){

// child

char* const argv[] = { (char*)"ls", (char*)"-l", (char*)"--color=auto", NULL};

execvp("ls", argv);

// 如果执行到这里说明替换失败,让子进程退出

exit(-1);

}

// parent

return 0;

}

execle中的e代表自定义环境变量。下面定义的env指针数组就是自定义环境变量,也就意味着,程序替换的时候,不用系统环境变量,用自己定义的环境变量。

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

int main()

{

pid_t id = fork();

if(id == 0){

// child

char* const env[] = { (char*)"HELLO=123456789",NULL};

execle("./mybin","mybin", NULL, env);

// 如果执行到这里说明替换失败,让子进程退出

exit(-1);

}

// parent

return 0;

}

也可以不传自定义环境变量,而用系统的环境变量传给子进程替换的程序,只不过替换的程序mybin.c没有打印出来全部的环境变量,而是只打印了PATH和PWD的值。

int main()

{

pid_t id = fork();

if(id == 0){

// child

extern char** environ;

execle("./mybin","mybin", NULL, environ);

// 如果执行到这里说明替换失败,让子进程退出

exit(-1);

}

// parent

return 0;

}

上面那些函数都不在2号手册

在这里插入图片描述

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

execvpe其实就是vector+PATH+env,我们需要自己传环境变量,并且不用可变参数列表的方式传执行参数,而是用指针数组的方式来一并将执行参数传递,传程序名时可以不带程序路径,系统会帮我们找。

带e的函数都需要自己组装环境变量,可以选择自己的、或系统的、或系统和自己的环境变量。

在这里插入图片描述

真正执行程序替换的其实只有execve这一个系统调用接口,其他的6个都是在execve的基础上封装得来的。只有execve在man2号手册,其他都在3号手册。

在这里插入图片描述

下图exec函数族 一个完整的例子:

在这里插入图片描述


其中 l 和 v 的区别在于程序运行参数的赋予方式不同l是通过函数参数逐个给与,最终以NULL结尾而v是通过字符指针数组一次性给与。其中有没有 p 的区别在于程序是否需要带路径,也就是是否会默认到path环境变量指定的路径下寻找程序,没有p的需要指定路径,有p的会默认到path环境变量指定路径下寻找其中有没有 e 的区别在于程序是否需要自定义环境变量没有e则默认使用父进程环境变量,有e则自定义环境变量。


最后在写makefile的时候我们想让两个源文件进行编译,我们可以在makefile中添加一个:

<code>.PHONY:all

all:mybin myprocess

mybin:myexec.c

gcc -o $@ $^ -std=c99

myprocess:process.c

gcc -o $@ $^ -std=c99

.PHONY:clean

clean:

rm -rf myprocess mybin

exec函数族代码示例:

int main()

{

char *const argv[] = { "ps", "-ef", NULL};

char *const envp[] = { "PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};

execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL);

// 带p的,可以使用环境变量PATH,无需写全路径

execlp("ps", "ps", "-ef", NULL);

// 带e的,需要自己组装环境变量

execle("ps", "ps", "-ef", NULL, envp);

execv("/bin/ps", argv);

// 带p的,可以使用环境变量PATH,无需写全路径

execvp("ps", argv);

// 带e的,需要自己组装环境变量

execve("/bin/ps", argv, envp);

exit(0);

}

六、自己实现简易shell

6.1 shell代码实现

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <errno.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

#define SIZE 512

#define ZERO '\0'

#define SEP " "

#define NUM 32

#define SkipPath(p) do{ p += (strlen(p)-1); while(*p != '/') p--; }while(0)

// 为了方便,我就直接定义了

char cwd[SIZE*2];

char *gArgv[NUM];

int lastcode = 0;

void Die()

{

exit(1);

}

const char *GetHome()

{

const char *home = getenv("HOME");

if(home == NULL) return "/";

return home;

}

const char *GetUserName()

{

const char *name = getenv("USER");

if(name == NULL) return "None";

return name;

}

const char *GetHostName()

{

const char *hostname = getenv("HOSTNAME");

if(hostname == NULL) return "None";

return hostname;

}

const char *GetCwd()

{

const char *cwd = getenv("PWD");

if(cwd == NULL) return "None";

return cwd;

}

// commandline : output

void MakeCommandLineAndPrint()

{

char line[SIZE];

const char *username = GetUserName();

const char *hostname = GetHostName();

const char *cwd = GetCwd();

SkipPath(cwd);

snprintf(line, sizeof(line), "[%s@%s %s]> ", username, hostname, strlen(cwd) == 1 ? "/" : cwd+1);

printf("%s", line);

fflush(stdout);

}

int GetUserCommand(char command[], size_t n)

{

char *s = fgets(command, n, stdin);

if(s == NULL) return -1;

command[strlen(command)-1] = ZERO;

return strlen(command);

}

void SplitCommand(char command[], size_t n)

{

(void)n;

gArgv[0] = strtok(command, SEP);

int index = 1;

while((gArgv[index++] = strtok(NULL, SEP)));

}

void ExecuteCommand()

{

pid_t id = fork();

if(id < 0) Die();

else if(id == 0)

{

// child

execvp(gArgv[0], gArgv);

exit(errno);

}

else

{

// fahter

int status = 0;

pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);

if(rid > 0)

{

lastcode = WEXITSTATUS(status);

if(lastcode != 0) printf("%s:%s:%d\n", gArgv[0], strerror(lastcode), lastcode);

}

}

}

void Cd()

{

const char *path = gArgv[1];

if(path == NULL) path = GetHome();

// path 一定存在

chdir(path);

// 刷新环境变量

char temp[SIZE*2];

getcwd(temp, sizeof(temp));

snprintf(cwd, sizeof(cwd), "PWD=%s", temp);

putenv(cwd); // OK

}

int CheckBuildin()

{

int yes = 0;

const char *enter_cmd = gArgv[0];

if(strcmp(enter_cmd, "cd") == 0)

{

yes = 1;

Cd();

}

else if(strcmp(enter_cmd, "echo") == 0 && strcmp(gArgv[1], "$?") == 0)

{

yes = 1;

printf("%d\n", lastcode);

lastcode = 0;

}

return yes;

}

int main()

{

int quit = 0;

while(!quit)

{

// 1. 我们需要自己输出一个命令行

MakeCommandLineAndPrint();

// 2. 获取用户命令字符串

char usercommand[SIZE];

int n = GetUserCommand(usercommand, sizeof(usercommand));

if(n <= 0) return 1;

// 3. 命令行字符串分割.

SplitCommand(usercommand, sizeof(usercommand));

// 4. 检测命令是否是内建命令

n = CheckBuildin();

if(n) continue;

// 5. 执行命令

ExecuteCommand();

}

return 0;

}

6.2 什么是当前路径?(当前进程的工作目录 && cd底层实现用chdir)

查看进程的指令:

ls /proc/进程id

在这里插入图片描述

可以看到进程有两个路径,一个是cwd一个是exe,exe路径代表当前进程执行的是磁盘上的哪个路径下的程序,可以看到执行的是myproc二进制可执行程序,cwd代表current work directory,代表当前进程的工作目录,所以实际上当前路径就是当前进程的工作目录。

在模拟shell的实现代码中,cd到其他目录,pwd之后的路径实际上是没有变化的,因为pwd实际上pwd的是父进程shell的路径,而父进程的cwd路径始终是未改变的,而执行cd命令的是子进程,所以子进程的cwd路径是会改变的。

系统给我们提供了一个系统调用接口叫做<code>chdir,用于改变当前进程的工作目录cwd路径,实际上cd能够进入指定路径下的目录,底层实现上就是改变了shell(bash)进程的cwd路径,所以pwd时,随时随地打印出来的就是shell进程的工作目录。

所以如果我们模拟实现的shell也想实现cd改变路径的功能,实际上是不可以创建子进程的,因为子进程程序替换执行cd,父进程的工作目录是没有改变的,所以直接将这一种情况单独拿出来进行判断,在这种情况下,直接让父进程执行cd命令,修改父进程的工作目录即可。

6.3 shell内建/内置命令(shell自己执行的命令,而不是派生子进程进行程序替换来执行)

在这里插入图片描述

像上面的cd命令实际上就是shell的内建命令,因为这样的命令不需要派生子进程来进行程序替换执行,直接让父进程执行就ok,这样的指令就是shell自带的命令,我们称之为内建命令或内置命令。

这也就能解释为什么echo能够打印本地变量了,我们之前将echo理解为一个可执行程序,也就是shell的子进程,但是我们说子进程只能继承父进程的环境变量,而不能继承本地变量,所以当时就陷入echo为什么能够打印出本地变量的疑问当中,因为如果echo是子进程的话,他是没有继承本地变量的。

但现在我们就知道原因了,echo实际上不是shell的子进程,而是shell的内建命令,是shell自己来执行的指令,shell当然拥有本地变量了,当然也就能够打印本地变量。

好了,本文就到这里,感谢大家的收看🌹🌹🌹



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