2015-08-21
930
Когда интерпретатор shell запускает новую программу, осуществляется порождение нового процесса, а затем загружается требуемая программа, и операционная система, соответственно, предоставляет для этих действий два системных вызова. Первый - для создания процесса, а другой - для запуска новой программы.
Для порождения процесса имеется специальный системный вызов fork.
Прототип:
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
Пример:
/* создаёт один дочерный процесс */
main()
{ pid_t pid;
printf(“Функционирует один процес\n”);;
pid = fork();
if (pid == 0) printf(“\nВыполняется процесс-сын\n”);
else if (pid > 0) printf(“\nВыполняется процесс-отец\n”);
else printf(“Ошибка при создании процесса\n”);
}
| Процесс до выполнения fork() |
| Процесс-сын |
| Процесс-отец |
| Fork>0 |
| Fork == 0 |
Новый процесс порождается с помощью системного вызова fork. Порожденный процесс (процесс-сын) является точной копией процесса, выполнившего этот системный вызов, то есть родительского процесса. Процессу сыну передаются следующие атрибуты родительского процесса:
|
|
|
- идентификаторы пользователя и группы;
- переменные окружения;
- диспозиция сигналов и их обработчики;
- текущий и корневой каталог;
- маска создания файлов;
- все файловые дескрипторы, включая файловые указатели;
- управляющий терминал.
Виртуальная память процесса-сына не отличается от образа родительской. Такие же сегменты кода, данных, стека, разделяемой памяти и других видов памяти.
После вызова fork уже развиваются два процесса. Родительский и дочерний процесс, оба выполняют одну и ту же команду, но по разным ветвям. Между порождающим и порожденным процессом имеются отличия:
- процессу-сыну присваивается уникальный идентификатор PID;
- родительские идентификаторы для процесса-отца и процесса-сына различны - у процесса-сына есть собственный идентификатор процесса-отца;
- значение, возвращаемое системным вызовом fork, различно для процесса-отца и процесса-сына. Отцу возвращается значение, равное идентификатору PID сына, а процессу-сыну возвращается значение 0. При ошибке возвращается значение –1.
При этом могут обнаруживаться две ошибочные ситуации, которые обнаруживаются в специальной переменной errno.
ENOMEM ¾ для создания нового процесса не хватает памяти.
EAGAIN ¾ количество текущих процессов превышает установленные в системе ограничения.
3.3 Вызовы семейства exec
Существует группа системных функций, которые предназначаются для перезапуска программы.
Прототипы:
#include<unistd.h>
int execl (char *path, char arg0, …, char argn, (char*)NULL);
int execv (char *path, char argv[ ]);
int execle (char *path, char arg0, …, char argn, (char*)NULL, char *envp[ ]);
int execve (char *path, char argv[ ], char *envp[ ]);
|
|
|
int execlp (char *file, char arg0, …, char argn, (char*)NULL);
int execvp (char *file, char argv[ ]);
Дерево:
execl
execle
execlp
execv
execvp
execve
Они различаются по форме передачи параметров, но в общем все похожи. Первый аргумент функции является либо полным путевым именем, либо именем файла программы, которую надо выполнить. Если вызов проходит успешно, данные и команды возвращающего процесса, хранящиеся в памяти, перекрываются данными и командами новой программы и процесс начинает выполнение программы с ее первых строк. После завершения выполнения новой программы код завершения процесса передается обратно родительскому процессу.
В отличие от fork, создающего порожденный процесс, который выполняется независимо от родительского, exec изменяет содержание выполняющегося процесса для выполнения другой программы. Вызов функции exec может быть неудачным. В случае ошибки возвращается значение –1 в вызывающий образ, а также обнаруживается ряд ошибок.
Буква ‘p’ в вызовах exec указывает, что если значение аргумента file не начинается с ’/’, то есть корневого каталога, то функции при поиске надлежащего выполнению файла будут использовать переменную среды PATH. Для всех остальных функций exec фактическим значением их первого аргумента должно быть путевое имя файла.
Примеры:
/* Создание дочерного процесса, который выводит
содержимое текущего каталога путём вызава программы ls */
#include <unistd.h>
main()
{
pid_t pid;
switch (pid=fork())
{
case -1: printf(“Ошибка вызова fork\n”); exit(1); break;
case 0: execl(“bin/ls”,”ls”,”-l”,(char *)0);
printf(“Ошибка вызова ecexl\n”); exit(2); break;
default: wait();
printf(“Программа ls завершена\n”); exit(0);
}
}
/* программа - интерпретатор */
#include<iostream.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<unistd.h>
int system (char *cmd)
{
pid_t pid;
int status;
switch (pid = fork())
{
case –1: return(-1);
case 0: execl (“/bin/sh”, ”sh”, ”-c”, cmd, 0);
printf (“|n Ошибка execl”);
exit (errno);
default: if (waitpid(pid, &status, 0)== (pid && WIFEXITED(status)))
return (WEXITSTATUS(status));
return(-1);
}
}
int main ()
{
int rc = 0;
char buf[256];
do
{
printf (“sh>”); fflush (stdout);
if (!gets (buf)) break;
rc = system (buf);
} while (!rc);
return (rc);
}
