fork,vfork

#include <unistd.h>;
#include <sys/types.h>;

main ()
{
        pid_t pid;
        pid=fork();

        if (pid < 0)
                printf("error in fork!");
        else if (pid == 0)
                printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        else
                printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
}
要搞清楚fork的執行過程，就必須先講清楚操作系統中的“進程(process)”概念。一個進程，主要包含三個元素：

o. 一個可以執行的程序；
o. 和該進程相關聯的全部數據（包括變量，內存空間，緩沖區等等）；
o. 程序的執行上下文（execution context）。

不妨簡單理解為，一個進程表示的，就是一個可執行程序的一次執行過程中的一個狀態。操作系統對進程的管理，典型的情況，是通過進程表完成的。進程表中的每 一個表項，記錄的是當前操作系統中一個進程的情況。對于單 CPU的情況而言，每一特定時刻只有一個進程占用 CPU，但是系統中可能同時存在多個活動的（等待執行或繼續執行的）進程。

一個稱為“程序計數器（program counter, pc）”的寄存器，指出當前占用 CPU的進程要執行的下一條指令的位置。

當分給某個進程的 CPU時間已經用完，操作系統將該進程相關的寄存器的值，保存到該進程在進程表中對應的表項里面；把將要接替這個進程占用 CPU的那個進程的上下文，從進程表中讀出，并更新相應的寄存器（這個過程稱為“上下文交換(process context switch)”，實際的上下文交換需要涉及到更多的數據，那和fork無關，不再多說，主要要記住程序寄存器pc指出程序當前已經執行到哪里，是進程上 下文的重要內容，換出 CPU的進程要保存這個寄存器的值，換入CPU的進程，也要根據進程表中保存的本進程執行上下文信息，更新這個寄存器）。

好了，有這些概念打底，可以說fork了。當你的程序執行到下面的語句：
pid=fork();
操作系統創建一個新的進程（子進程），并且在進程表中相應為它建立一個新的表項。新進程和原有進程的可執行程序是同一個程序；上下文和數據，絕大部分就是 原進程（父進程）的拷貝，但它們是兩個相互獨立的進程！此時程序寄存器pc，在父、子進程的上下文中都聲稱，這個進程目前執行到fork調用即將返回（此 時子進程不占有CPU，子進程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作為進程上下文保存在進程表中的對應表項內）。問題是怎么返回，在父子進程中就分道揚 鑣。

父進程繼續執行，操作系統對fork的實現，使這個調用在父進程中返回剛剛創建的子進程的pid（一個正整數），所以下面的if語句中pid<0, pid==0的兩個分支都不會執行。所以輸出i am the parent process...

子進程在之后的某個時候得到調度，它的上下文被換入，占據 CPU，操作系統對fork的實現，使得子進程中fork調用返回0。所以在這個進程（注意這不是父進程了哦，雖然是同一個程序，但是這是同一個程序的另 外一次執行，在操作系統中這次執行是由另外一個進程表示的，從執行的角度說和父進程相互獨立）中pid=0。這個進程繼續執行的過程中，if語句中 pid<0不滿足，但是pid==0是true。所以輸出i am the child process...

我想你比較困惑的就是，為什么看上去程序中互斥的兩個分支都被執行了。在一個程序的一次執行中，這當然是不可能的；但是你看到的兩行輸出是來自兩個進程，這兩個進程來自同一個程序的兩次執行。

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
globa=6;
int main(void)
{
 var=88;
 pid_t result;
 result = fork();
//result = vfork();
 if(result == -1)
 {
  perror("fork");
  exit;
 }
 else if(result == 0)
 {
  globa++；
  var++;
  printf("The return value is %d\n In child process!!\n My PID is %d\n",result,getpid());
 }
 else
 {
  printf("The return value is %d\n In father process!!\n My PID is %d\n",result,getpid());
 }
 printf("PID=%d,globa=%d,var=%d",getpid(),globa,var);
}
程序運行結果如下：
(fork()運行結果)
The return value is 0
 In child process!!
 My PID is 3736
PID=3736,globa=7,var=89
The return value is 3736
 In father process!!
 My PID is 3735
PID=3735,globa=6,var=88
 
(vfork()運行結果)
The return value is 0
 In child process!!
 My PID is 3736
PID=3736,globa=7,var=89
The return value is 3736
 In father process!!
 My PID is 3735
PID=3735,globa=7,var=89
 
分析：首先分析fork與vfork函數的運行機制，拿fork為例，fork()并不是進程切換，而是復制一個當前進程。當使用pid= fork()時，其實是創建了兩個進程，這兩個進程有著相同的內容，例如變量的值，空間配，特別是正在執行的語句等等都相同，但這些內容卻在兩個獨立的內 存空間中。因此當執行上述代碼時，便相當于同一段代碼在兩個進程中執行，所有就出現了兩個結果，一個是子進程的信息，一個是父進程的信息。再看globa 和var這兩個變量，由于是兩個獨立的進程，因此當各自執行代碼時，變量也不會互相受到影響，所以在子進程中的globa和var均發生了變化，而在父進 程中卻沒有變化。
     其次分析一下，fork()和vfork()的區別：vfork采用寫時拷貝技術（write-on-copy），父進程與子進程享用同一個內存空間，因 此，程序中的變量其實也就是父子進程的公共變量，所以，當其中一個進程中的變量值發生改變時，另一個進程中的變量值肯定也跟著發生變化，另外，兩個函數的 區別還在于vfork用于創建一個新進程，而該新進程的目的是exec一個新進程，vfork和fork一樣都創建一個子進程，但是它并不將父進程的地址 空間完全復制到子進程中，因為子進程會立即調用exec，于是也就不會存放該地址空間。不過在子進程中調用exec或exit之前，他在父進程的空間中運 行。vfork保證子進程先運行，在她調用exec exit之后父進程才可能被調度運行。如果在調用這兩個函數之前子進程依賴于父進程的進一步動作，則會導致死鎖。 用fork函數創建子進程后，子進程往往要調用一種exec函數以執行另一個程序，當進程調用一種exec函數時，該進程完全由新程序代換，而新程序則從 其main函數開始執行，因為調用exec并不創建新進程，所以前后的進程id 并未改變，exec只是用另一個新程序替換了當前進程的正文，數據，堆和棧段。

wait（等待子進程中斷或結束）
相關函數 waitpid，fork
表頭文件
#include
#include
定義函數 pid_t wait (int * status);
函數說明
wait（）會暫時停止目前進程的執行，直到有信號來到或子進程結
束。如果在調用wait（）時子進程已經結束，則wait（）會立即返
回子進程結束狀態值。子進程的結束狀態值會由參數status 返回，
而子進程的進程識別碼也會一快返回。如果不在意結束狀態值，則
參數status 可以設成NULL。子進程的結束狀態值請參考waitpid（）。
返回值
如果執行成功則返回子進程識別碼（PID），如果有錯誤發生則返回
-1。失敗原因存于errno 中。
附加說明
范例
#include
#include
#include
#include
main()
{
pid_t pid;
int status,i;
if(fork()= =0){
printf(“This is the child process .pid =%d\n”,getpid());
exit(5);
}else{
sleep(1);
printf(“This is the parent process ,wait for child...\n”;
pid=wait(&status);
i=WEXITSTATUS(status);
printf(“child’s pid =%d .exit status=^d\n”,pid,i);
}
}
執行
This is the child process.pid=1501
This is the parent process .wait for child...
child’s pid =1501,exit status =5
waitpid（等待子進程中斷或結束）
相關函數 wait，fork
表頭文件
#include
#include
定義函數 pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
函數說明
waitpid（）會暫時停止目前進程的執行，直到有信號來到或子進程
結束。如果在調用wait（）時子進程已經結束，則wait（）會立即
返回子進程結束狀態值。子進程的結束狀態值會由參數status 返回，
而子進程的進程識別碼也會一快返回。如果不在意結束狀態值，則
參數status 可以設成NULL。參數pid 為欲等待的子進程識別碼，
其他數值意義如下：
pid0 等待任何子進程識別碼為pid 的子進程。
參數option 可以為0 或下面的OR 組合：
WNOHANG 如果沒有任何已經結束的子進程則馬上返回，不予以
等待。
WUNTRACED 如果子進程進入暫停執行情況則馬上返回，但結束
狀態不予以理會。
子進程的結束狀態返回后存于status，底下有幾個宏可判別結束情
況：
WIFEXITED（status）如果子進程正常結束則為非0 值。
WEXITSTATUS（status）取得子進程exit（）返回的結束代碼，一
般會先用WIFEXITED 來判斷是否正常結束才能使用此宏。
WIFSIGNALED（status）如果子進程是因為信號而結束則此宏值為
真
WTERMSIG（status） 取得子進程因信號而中止的信號代碼，一般
會先用WIFSIGNALED 來判斷后才使用此宏。
WIFSTOPPED（status） 如果子進程處于暫停執行情況則此宏值為
真。一般只有使用WUNTRACED 時才會有此情況。
WSTOPSIG（status） 取得引發子進程暫停的信號代碼，一般會先
用WIFSTOPPED 來判斷后才使用此宏。
返回值
如果執行成功則返回子進程識別碼（PID），如果有錯誤發生則返回
-1。失敗原因存于errno 中。
范例
參考wait（）。

inux的system () 函數詳解
 
 
system（執行shell 命令）
相關函數
        fork，execve，waitpid，popen
表頭文件
        ＃i nclude<stdlib.h>
定義函數
        int system(const char * string);
函數說明
        system()會調用fork()產生子進程，由子進程來調用/bin/sh-c string來執行參數string字符串所代表的命令，此命>令執行完后隨即返回原調用的進程。在調用system()期間SIGCHLD 信號會被暫時擱置，SIGINT和SIGQUIT 信號則會被忽略。
返回值
  =-1:出現錯誤  
  =0:調用成功但是沒有出現子進程  
  >0:成功退出的子進程的id
        如果system()在調用/bin/sh時失敗則返回127，其他失敗原因返回-1。若參數string為空指針(NULL)，則返回非零值>。 如果system()調用成功則最后會返回執行shell命令后的返回值，但是此返回值也有可能為 system()調用/bin/sh失敗所返回的127，因此最好能再檢查errno 來確認執行成功。
附加說明
        在編寫具有SUID/SGID權限的程序時請勿使用system()，system()會繼承環境變量，通過環境變量可能會造成系統安全的問題。
范例
        ＃i nclude<stdlib.h>
main()
{
system(“ls -al /etc/passwd /etc/shadow”);
}
執行結果：

-rw-r--r-- 1 root root 705 Sep 3 13 :52 /etc/passwd
-r--------- 1 root root 572 Sep 2 15 :34 /etc/shado

例2：

char tmp[];
sprintf(tmp,"/bin/mount -t vfat %s /mnt/usb",dev);
system(tmp);
其中dev是/dev/sda1。
 

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