linux基于fork和exec进行I/O重定向的实验与思考-程序员宅基地

技术标签： linux 操作系统

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fork 系统调用
exec系统调用
利用fork()和exec()实现I/O重定向

fork 系统调用

系统调用fork() 用于创建一个新的进程

系统调用fork()创建一个新的进程，子进程和父进程共享代码空间，但其拥有不同的数据空间，父子进程可以看成两个同时运行的进程，在fork()后面分开运行

fork()的返回值并不相同，在父进程中fork()的返回值为子进程的ID，而子进程中fork()返回值为0,如果未能创建新的进程，返回一个负值。于是可根据fork()返回值来区分父子进程，并令其执行不同的命令

具体样例

int main(int argc,char* argv[]){
    int pid = fork();
    if(pid < 0){// 创建新进程失败
        printf("创建新进程失败");
    }else if(pid == 0){// 在子进程中fork()返回值为0 所以该进程为子进程
        printf("我是子进程\n");
    }else{
        printf("我是父进程\n");
    }
}

相同的代码竟然会有两个不同的输出，这是因为实际上是由两个不同的进程在执行该代码，而这两个进程的pid返回值不同，所以会有两个不同的输出。
上面程序的输出顺序并不是固定的，这由CPU调度程序(scheduler)来决定，如果想让子进程先输出，可以在父进程中使用wait

exec系统调用

该系统调用可以让子进程执行与父进程不同的程序

该调用在调用时会从可执行程序中加载代码和静态数据，并覆盖自己的代码段和静态数据，堆。栈及其他内存空间，然后操作系统重执行该程序，并传入argv命令参数

注意：exec系统调用并没有创建新的进程，而是将原来进程中的程序进行替换，注意进行exec系统调用后，原程序被覆盖，exec后的代码不会继续执行

利用fork()和exec()实现I/O重定向

对于重定向中文件描述符的内容请参照上一篇博客。

实例：实现cat的重定向(默认输入的命令合法为：cat 文件名 (> 文件名) 的形式)
cat: 将文件内容标准输出

int buf[64];
void cat(int fd);
int main(int argc,char* argv[]){
    if(argc < 2){
        cat(0);
        exit(0);
    }

    if(argc < 3){//不考虑重定向部分 
        int fd = open(argv[1],O_RDONLY);//打开要读出的文件，并返回其文件描述符
        cat(fd);
        exit(0);
    }

    int pid = fork();
    if(pid == 0){
        close(STDOUT_FILENO);//关闭标准输出
        open(argv[3],O_WRONLY);//此时标准输出关闭，最小的文件描述符为1，此时新open的文件会分配到最小的文件描述符1
        char *myargs[3];// 建立新的命令参数
        myargs[0] = strdup(argv[0]); //strdup会动态分配内存并将该字符串复制到新分配的内存中
        myargs[1] = strdup(argv[1]);
        myargs[2] = NULL;
        execvp(myargs[0],myargs); // 新加载的程序文件名 新的命令行参数列表
    }
    exit(0);
}

在上述例子中，exec重新调用了cat，事实上exec可以调用其他不同的程序，从而使得子进程，父进程分别执行不同的程序.

本文链接：https://blog.csdn.net/m0_74198519/article/details/137974488

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