切板中的內(nèi)容輸出到文件### 進程相關(guān)概念
程序：編譯好的二進制文件，在磁盤上，不占用系統(tǒng)資源（不包括磁盤）。（劇本）
進程：占用系統(tǒng)資源，是程序的一次運行。（戲劇）

一個程序可以產(chǎn)生多個進程，一個進程可以調(diào)用多個程序

并發(fā)：并行執(zhí)行

單道程序設計：DOS系統(tǒng)
多道程序設計：時鐘中斷

中央處理器CPU

存儲介質(zhì)：按照容量從大到小：

硬盤->內(nèi)存->cache(高速緩存)->寄存器

預取器：從cache中取出指令
譯碼器：解析指令
算數(shù)邏輯單元(ALU)：只會+和<<
寄存器堆：ALU操作的寄存器扎堆的地方
然后再將寄存器中的值返回給cache

MMU

MMU位于CPU內(nèi)部：負責虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存之間的映射，設置修改內(nèi)存訪問的級別（CPU中設置了0-3四個等級，Linux系統(tǒng)中用到０級內(nèi)核區(qū)和３級用戶區(qū)）
每產(chǎn)生一個進程產(chǎn)生一個虛擬內(nèi)存：可用的地址空間
每次最小分配物理內(nèi)存4K（一個page）
同一個程序的不同進程的kernel區(qū)內(nèi)存映射到同一個空間，但是使用的是不同的PCB

PCB

處于kernel區(qū)，進程描述符\進程控制塊，實際上是一個task_struct結(jié)構(gòu)體，里面有很多的成員

• 進程的id，無符號整數(shù)
• 進程狀態(tài)：初狀態(tài)、就緒狀態(tài)、運行狀態(tài)、掛起狀態(tài)、終止狀態(tài)
• 進程切換時候需要保存和恢復的一些寄存器
• 描述虛擬地址空間的信息
• 描述控制終端的信息
• 當前進程的工作目錄
• umask掩碼
• 文件描述符表
• 和信號相關(guān)的信息
• 用戶id和組id
• 會話和進程組
• 進程可以使用的資源上限ulimit -a

環(huán)境變量

Linux系統(tǒng)是多用戶多任務的開源操作系統(tǒng)
用戶操作計算機的時候運行的一些信息通過環(huán)境變量進行設置

• 字符串char * environ[]，存儲在用戶區(qū)，高于stack的起始位置
• 統(tǒng)一的存儲格式：名字＝值[:值]
• 值用來描述進程環(huán)境信息

以shell為例，所使用的環(huán)境變量為PATH，在解析命令的時候按照PATH中的內(nèi)容從前往后逐個目錄進行查找，因此如果希望使用新版本軟件應該把新版本軟件的環(huán)境變量向前移動

SHELL 所使用的命令解析器在哪里 HOME　家目錄在哪里 LANG 使用的是什么語言 TERM 所使用的終端類型，圖形界面所使用的一般是xterm，可以顯示漢字，字符界面一般不可以

通過程序打印所有的環(huán)境變量:

#include<stdio.h>extern char ** environ;//引入環(huán)境變量表int main(void) {int i;for(int i=0;environ[i]!=NULL;++i){printf("%s\n",environ[i]);}return 0; }

相關(guān)函數(shù)

• getenv
  手冊第三章
• setenv
• unsetenv刪除環(huán)境變量：即使沒有那個環(huán)境變量也會返回成功，只有當參數(shù)為已經(jīng)有的環(huán)境變量的非法格式例如：name=才會報錯，例如：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h>int main() {const char* name="123ABC";char *val;setenv(name,"123",1);printf("%d\n",unsetenv("123ABC=1")); //-1printf("%d\n",unsetenv("123ABC")); //0return 0; }

進程控制

創(chuàng)建進程的方法：

• 運行可執(zhí)行程序
• 通過fork函數(shù)創(chuàng)建子進程

fork函數(shù)創(chuàng)建子進程

#include<unistd.h> pid_t fork(void)

fork有兩個成功返回值
如果子進程創(chuàng)建失敗則返回-1，并且將錯誤信息保存在erron中，我們可以使用perror輸出錯誤信息。
如果子進程創(chuàng)建成功則會在父進程中返回子進程的ID，在子進程中返回0

父進程的fork返回子進程ID，子進程的fork返回值為0，通過對返回值的判斷處于哪個進程
可執(zhí)行文件的父進程是bash

創(chuàng)建單個進程

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h>int main() {printf("begin:\n");pid_t pid = fork();if(-1 == pid){perror("process creat:");exit(1);}else if(0 == pid){printf("This is son process,pid = %d \n",(int)getpid());printf("My father process pid = %d \n",(int)getppid());}else{printf("This is father process,pid = %d \n",(int)getpid());printf("My father process pid = %d \n",(int)getppid());sleep(1);}printf("end\n");return 0; }

循環(huán)創(chuàng)建N個子進程

如果直接使用循環(huán)進行創(chuàng)建，則n層循環(huán)會創(chuàng)建2ⁿ-1個子進程，這顯然不是我們需要的。
因此我們需要在子進程中直接跳出循環(huán)，這樣就不會產(chǎn)生過多的子進程

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h>int main(int argc,char* argv[]) {if(argc<2){printf("too few arguments\n");exit(1);}if(argc>2){printf("too few arguments\n");exit(1);}int i,limit=argv[1][0]-'0';printf("begin:\n");for(i=0;i<limit;++i){pid_t pid = fork();if(-1 == pid){perror("process creat:");exit(1);}else if(0 == pid){printf("This is %dth son process,pid = %d \n",i+1,(int)getpid());printf("My father process pid = %d \n",(int)getppid());break;} }printf("end\n");return 0; }

在《APUE》中說到如果不加控制的話父進程有98%的可能性獲得CPU的控制權(quán)（不過我的電腦上并不是這樣），由內(nèi)核的調(diào)度算法決定

getuid

獲取當前進程實際用戶IDuid_t getuid(void);
獲取當前進程有效用戶IDuid_t geteuid(void);

getgid

獲取當前進程實際用戶組IDgid_t getgid(void);
獲取當前進程有效用戶組IDgid_t getegid(void);

進程共享

父子進程相同的：全局變量、.data，.text，棧、共享庫、堆、環(huán)境變量、用戶ID、宿主目錄、進程工作目錄、信號處理方式都是相同的
父子進程對于前面的變量的處理：讀時共享寫時復制
如果子進程只對前面的數(shù)據(jù)進行讀取，則和父進程共享同一個變量，如果對前面的數(shù)據(jù)進行修改（寫，改變），則復制一份新的，指針的話會制定一個新的地址。
父子進程不同的：進程ID，fork返回值，父進程ID，進程運行時間，鬧鐘（定時器），未決信號集
進程運行時間：子進程的運行時間為父進程fork()調(diào)用時間
父子進程共享：

• 文件描述符
• mmap建立的映射區(qū)（進程間的通信）
  我自己寫了一個測試程序

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> #include<unistd.h>int main(int argc,char* argv[]) {int fd=open("test",O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC,0644);pid_t fid=getppid();if(argc<2){printf("too few arguments\n");exit(1);}if(argc>2){printf("too few arguments\n");exit(1);}int i,limit=argv[1][0]-'0';printf("begin:\n");for(i=0;i<limit;++i){pid_t pid = fork();if(-1 == pid){perror("process creat:");exit(1);}else if(0 == pid){break;}}char buffer[100];memset(buffer,0,sizeof(buffer));int sz=sprintf(buffer,"This is %dth son process,pid = %d \n",i+1,(int)getpid());write(fd,buffer,sz);if(getppid()==fid){close(fd);printf("end\n");}return 0; }

gdb調(diào)試

使用gdb調(diào)試的時候，gdb只能跟蹤一個進程，可以在fork函數(shù)調(diào)用之前，通過執(zhí)行設置gdb調(diào)試工具跟蹤父進程或者是跟蹤子進程，默認跟蹤父進程。

• set follow-fork-mode child命令設置gdb在fork之后跟蹤子進程
• set follow-fork-mod parent設置跟蹤父進程
• 注意一定在fork函數(shù)調(diào)用前設置才有效

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统【一】CPU+MMU+fork函数创建进程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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