2017-2018-1 20155203 《信息安全系统设计基础》第六周学习总结

教材学习内容总结

fork()

计算机程序设计中的分叉函数。返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程标记；否则，出错返回-1。

fork函数将运行着的程序分成2个（几乎）完全一样的进程，每个进程都启动一个从代码的同一位置开始执行的线程。这两个进程中的线程继续执行，就像是两个用户同时启动了该应用程序的两个副本。

mybash 版本一

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
char command[256];
void main()
{
int rtn; /*子进程的返回数值*/
while(1) {

printf( ">" );
gets( command, 256, stdin );
command[strlen(command)-1] = 0;
if ( fork() == 0 ) {
execlp( command, NULL );

perror( command );
exit( errno );
}
else {
wait ( &rtn );
printf( " child process return %d\n", rtn );
}
}
}

这个版本不能得到正确结果，会打印错误提示 ，但是可以根据运行结果的内容发现，fork()的返回值有两个，一个是0代表生成的子程序，还有一个代表的父程序。

exec( )函数族

在Linux中要使用exec函数族。系统调用execve（）对当前进程进行替换，替换者为一个指定的程序，其参数包括文件名（filename）、参数列表（argv）以及环境变量（envp）。exec函数族当然不止一个，但它们大致相同，在 Linux中，它们分别是：execl，execlp，execle，execv，execve和execvp，可以通过manexec命令来了解它们的具体情况。

在这个函数族的函数使用的过程中主要是注意字符串数组的存放，目前看来所有的程序问题主要集中在这一部分，在这里先贴一个在网上查到的输入代码，之后再仔细研究

numargs=0;
while(numargs<MAXARGS){
printf("Arg[%d]?",numargs);
if(fgets(argbuf,ARGLEN,stdin)&&*argbuf!='\n')
arglist[numargs++]=makestring(argbuf);
else{
if(numargs>0){
arglist[numargs]=NULL;
execute(arglist);
numargs=0;
}
}
}

wait()

wait（等待子进程中断或结束）

相关函数 waitpid，fork

表头文件

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait (int * status);

函数说明

wait（）会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结

束。如果在调用wait（）时子进程已经结束，则wait（）会立即返

回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数status 返回，

而子进程的进程识别码也会一快返回。如果不在意结束状态值，则

参数status 可以设成NULL。子进程的结束状态值请参考waitpid（）。

返回值

如果执行成功则返回子进程识别码（PID），如果有错误发生则返回

-1。失败原因存于errno 中。

waitpid()

waitpid()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。waitpid的返回值比wait稍微复杂一些，一共有3种情况：

1.当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
2.如果设置了选项WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0；
3.如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；
当pid所指示的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid就会出错返回，这时errno被设置为ECHILD；

exit

exit()通常是用在子程序中用来终结程序用的，使用后程序自动结束，跳回操作系统。

exit(0) 表示程序正常退出,exit⑴/exit(-1）表示程序异常退出。

(1)exit和return 的区别：

a.exit是一个函数，有参数。exit执行完后把控制权交给系统

b.return是函数执行完后的返回。renturn执行完后把控制权交给调用函数。

(2)exit和abort的区别：

a.exit是正常终止进程

b.about是异常终止。

getpid()

getpid是一种函数，功能是取得进程识别码，许多程序利用取到的此值来建立临时文件，以避免临时文件相同带来的问题。通过在虚拟机中运行可以看出，getpid()的返回值每次都不一样。

getppid()

getpid返回当前进程标识，getppid返回父进程标识。

sleep()

函数功能： 执行挂起一段时间；

Sleep函数的一般形式:

Sleep(unsigned long);//参数即为挂起时间

pause()

alarm(time);执行之后告诉内核，让内核在time秒时间之后向该进程发送一个定时信号，然后该进程捕获该信号并处理；

pause()函数使该进程暂停让出CPU,但是该函数的暂停和前面的那个sleep函数的睡眠都是可被中断的睡眠，也就是说收到了中断信号之后再

重新执行该进程的时候就直接执行pause()和sleep()函数之后的语句；

可以用alarm()函数中断pause()；

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

void sig_handler(int num)
{
printf("receive the signal %d.\n", num);
alarm(2);
}

int main()
{
signal(SIGALRM, sig_handler);<br>
alarm(2);<br>
while(1){
pause();
printf("pause is over.\n");
}
exit(0);
}

setenv

函数说明 setenv()用来改变或增加环境变量的内容。参数name为环境变量名称字符串。参数 value则为变量内容，参数overwrite用来决定是否要改变已存在的环境变量。如果没有此环境变量则无论overwrite为何值均添加此环境变量。若环境变量存在，当overwrite不为0时，原内容会被改为参数value所指的变量内容；当overwrite为0时，则参数value会被忽略。返回值 执行成功则返回0，有错误发生时返回-1。

unsetenv

int unsetenv(const char *name);

删除name的定义，即使不存在也不算出错。

主要用于setenv()函数使用过后释放空间。

pipe

管道是一种把两个进程之间的标准输入和标准输出连接起来的机制，从而提供一种让多个进程间通信的方法，当进程创建管道时，每次都需要提供两个文件描述符来操作管道。中一个对管道进行写操作，另一个对管道进行读操作。对管道的读写与一般的IO系统函数一致，使用write()函数写入数据，使用read()读出数据。

dup duo2

dup和dup2也是两个非常有用的调用，它们的作用都是用来复制一个文件的描述符。它们经

常用来重定向进程的stdin、stdout和stderr。这两个函数的 原形如下：

#include <unistd.h>
int dup( int oldfd );
int dup2( int oldfd, int targetfd )

利用函数dup，我们可以复制一个描述符。传给该函数一个既有的描述符，它就会返回一个新的描述符，这个新的描述符是传给它的描述符的拷贝。这意味着，这两个描述符共享同一个数据结构。需要注意的是，我们可以在调用fork之前建立一个描述符，这与调用dup建立描述符的结果是一样的，子进程也同样会收到一个复制出来的描述符。dup2函数跟dup函数相似，但dup2函数允许调用者规定一个有效描述符和目标描述符的id。dup2函数成功返回时，目标描述符（dup2函数的第二个参数）将变成源描述符（dup2函数的第一个参数）的复制品，

利用教材中的内容写mybash

伪代码

int main(){

//从终端读取要执行的命令
//fork()产生子进程执行此命令
//如果exec函数返回，表明没有正常执行命令，打印错误信息perro()
//父进程， 等待子进程结束，并打印子进程的返回值wait(&rtn)

}

产品代码

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <limits.h>

void main()
{

char *command[3];
command[0] = "ls";
command[1] = "-l";
command[2] = 0;

int s,i=0;
int rtn;
printf( ">" );
//printf("%s %s %s",command[1],command[2],command[3]);
printf("%s",command[0]);
i=0;
s=fork();
if ( s== 0 ) {
//printf("%d\n",s);
execvp( command[0], command );

//perror( command );

exit( errno );
}
else {

//printf("%d\n",s);

wait ( &rtn );

printf( " child process return %d\n", rtn );

}

}

遇到的主要问题在于输入的字符数组无法被正常读入，或者出现段错误。

解决方案：参考教材代码P526 parseline();

后续修改

参考教材第八章parseline等关于输入字符串的代码，问题得到了解决。



注：show为 2进制可执行文件，所以显示乱码。

代码托管

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	200/200	1/1	6/6
第三周	156/388	2/3	15/21	这周除课堂实践外，大多数都是知识性的学习内容，代码量确实太少从下周起就要抓紧了
第四周	156/388	3/6	15/36	每天100行好难啊，不过感觉找到了学习的一些动力。在调试代码上花的时间太多，都要没时间看书了，还要继续改进
第五周	284/ 745	1/7	15/51

参考资料

深入浅出---unix多进程编程之wait()和waitpid()函数

Sleep函数的真正用意

getenv putenv setenv和unsetenv详解