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操作系统之shell实现（上）

news 来源：原创 2025/8/25 3:57:31

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1. 进程创建

1.1fork函数

编辑

1.2写时拷贝（Copy-on-write）

1.3 虚拟地址存储

2. 进程终止

2.1进程退出情况

2.2退出方式

2.3退出码

2.4exit函数VS_exit函数

2.4.1exit函数

2.4.2_exit函数

编辑 2.4.3eixt VS_exit编辑

3. 进程等待

3.1进程等待的必要性

3.2wait等待

3.3获取子进程status

4.总结

1. 进程创建

1.1fork函数

fork() 是 Linux 中非常重要的函数，用来从父进程创建一个子进程。父进程返回子进程的PID，子进程返回0。通过 fork() 创建的父子进程可以独立执行各自的代码。

头文件：#include<unistd.h>

返回值：成功父进程返回孩子pid，子进程返回0。失败返回-1。

函数：pid_t frok(void);

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main()
{printf("Befor pid is %d\n",getpid());pid_t id=fork();if(id==-1){perror("fork()");exit(1);}printf("After:pid is %d,return id is %d \n",getpid(),id);
}

结果：

1.2写时拷贝（Copy-on-write）

fork() 使父子进程共享相同的内存内容，直到其中一个进程对内存进行修改，这时才会进行拷贝，避免不必要的资源浪费。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int a=0;printf("Befor pid is %d\n",getpid());pid_t id=fork();if(id==-1){perror("fork()");exit(1);}printf("After:pid is %d,return id is %d \n",getpid(),id);  }

此时三个地址：a取地址一样

1.3 虚拟地址存储

尝试在子进程中修改a的地址后，查看a的地址。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int a=0;printf("Befor pid is %d,path is %p\n",getpid(),&a);pid_t id=fork();if(id==-1){perror("fork()");exit(1);}if(id==0) {int a=15;printf("After:pid is %d,return id is %d ,path is %p\n",getpid(),id,&a);  }elseprintf("After:pid is %d,return id is %d ,path is %p\n",getpid(),id,&a);}

三个地址仍然相同？这是为什么呢？

两个虚拟地址相同的原因在于它们位于不同的虚拟页面上，但在各自的虚拟页面内，偏移量相同。因此，尽管它们属于不同的虚拟内存块，最终的虚拟地址值却相同。

2. 进程终止

2.1进程退出情况

代码运行完毕，结果正常
代码运行完毕，结果不正常
进程异常终止

2.2退出方式

如果系统正常终止可以通过$?来查看进程退出码

从main函数返回
调用exit
调用_exit

2.3退出码

每个进程都有一个退出码，0 表示正常退出，非 0 表示出错。

2.4exit函数VS_exit函数

2.4.1exit函数

#include <unistd.h>

#include<stdlib.h>
void exit(int status);

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main()
{printf("exit");exit(1);}

2.4.2_exit函数

#include <unistd.h>

#include<stdlib.h>
void _exit(int status);

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{printf("_exit");_exit(1);}

2.4.3eixt VS_exit

3. 进程等待

3.1进程等待的必要性

之前讲过，子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存
泄漏。
另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程。
最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。
父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息

3.2wait等待

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

返回值：
成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
参数：
输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

返回值：
        当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
        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；
        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；
参数：
        pid：
                Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
                Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。
        status:

                输出型参数
                        WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）
                        WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）
options:默认为0，表示阻塞等待

                        WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等
待。若正常结束，则返回该子进程的ID。

int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options);

3.3获取子进程status

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int id=0;int cur=5;id=fork();if(id==-1){perror("fork");}if(id==0){while(cur--){printf("My pid is %d,My ppid is %d\n",getpid(),getppid());}sleep(1);exit(1);}int status=0;int idd=waitpid(id,&status,0);printf("idd is %d,status is %d\n",idd,status);}

3.3.1退出码

为什么退出码是256而不是1？

  printf("idd is %d,status is %d\n",idd,(status>>8));

3.3.2终止信号

4.总结

1.Linux下的错误码及描述

0->Success
1->Operation not permitted
2->No such file or directory
3->No such process
4->Interrupted system call
5->Input/output error
6->No such device or address
7->Argument list too long
8->Exec format error
9->Bad file descriptor
10->No child processes
11->Resource temporarily unavailable
12->Cannot allocate memory
13->Permission denied
14->Bad address
15->Block device required
16->Device or resource busy
17->File exists
18->Invalid cross-device link
19->No such device
20->Not a directory
21->Is a directory
22->Invalid argument
23->Too many open files in system
24->Too many open files
25->Inappropriate ioctl for device
26->Text file busy
27->File too large
28->No space left on device
29->Illegal seek
30->Read-only file system
31->Too many links
32->Broken pipe
33->Numerical argument out of domain
34->Numerical result out of range
35->Resource deadlock avoided
36->File name too long
37->No locks available
38->Function not implemented
39->Directory not empty
40->Too many levels of symbolic links
41->Unknown error 41
42->No message of desired type
43->Identifier removed
44->Channel number out of range
45->Level 2 not synchronized
46->Level 3 halted
47->Level 3 reset
48->Link number out of range
49->Protocol driver not attached
50->No CSI structure available
51->Level 2 halted
52->Invalid exchange
53->Invalid request descriptor
54->Exchange full
55->No anode
56->Invalid request code
57->Invalid slot
58->Unknown error 58
59->Bad font file format
60->Device not a stream
61->No data available
62->Timer expired
63->Out of streams resources
64->Machine is not on the network
65->Package not installed
66->Object is remote
67->Link has been severed
68->Advertise error
69->Srmount error
70->Communication error on send
71->Protocol error
72->Multihop attempted
73->RFS specific error
74->Bad message
75->Value too large for defined data type
76->Name not unique on network
77->File descriptor in bad state
78->Remote address changed
79->Can not access a needed shared library
80->Accessing a corrupted shared library
81->.lib section in a.out corrupted
82->Attempting to link in too many shared libraries
83->Cannot exec a shared library directly
84->Invalid or incomplete multibyte or wide character
85->Interrupted system call should be restarted
86->Streams pipe error
87->Too many users
88->Socket operation on non-socket
89->Destination address required
90->Message too long
91->Protocol wrong type for socket
92->Protocol not available
93->Protocol not supported
94->Socket type not supported
95->Operation not supported
96->Protocol family not supported
97->Address family not supported by protocol
98->Address already in use
99->Cannot assign requested address
100->Network is down
101->Network is unreachable
102->Network dropped connection on reset
103->Software caused connection abort
104->Connection reset by peer
105->No buffer space available
106->Transport endpoint is already connected
107->Transport endpoint is not connected
108->Cannot send after transport endpoint shutdown
109->Too many references: cannot splice
110->Connection timed out
111->Connection refused
112->Host is down
113->No route to host
114->Operation already in progress
115->Operation now in progress
116->Stale file handle
117->Structure needs cleaning
118->Not a XENIX named type file
119->No XENIX semaphores available
120->Is a named type file
121->Remote I/O error
122->Disk quota exceeded
123->No medium found
124->Wrong medium type
125->Operation canceled
126->Required key not available
127->Key has expired
128->Key has been revoked
129->Key was rejected by service
130->Owner died
131->State not recoverable
132->Operation not possible due to RF-kill
133->Memory page has hardware error

操作系统之shell实现（上）

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目录 stack容器适配器stack的模拟实现 queue的模拟实现deque了解deque的结构deque的管理方式和遍历元素方式deque的缺陷为啥库里面的stack和queue使用deque end stack 容器适配器 Stack可以封装成前面三个变量的形式，但是这里我们提出一个概念叫容器适配器&#xf…...

编程日记 2025/8/22 15:34:15

Vue3 SSR 工程化实践：日常工作中的性能优化与实战技巧

一、流式渲染与分块传输（面向性能的关键优化） 1.1 流式响应基础实现 // Node.js Express 示例（Vite SSR同理）import { renderToWebStream } from vue/server-rendererapp.get(/, async (req, res) > { res.setHeader(Conten…...

编程日记 2025/8/23 12:08:26

【Python进阶】字符串操作全解与高效应用

目录前言：技术背景与价值当前技术痛点解决方案概述目标读者说明一、技术原理剖析核心概念图解核心作用讲解关键技术模块技术选型对比二、实战演示环境配置要求核心代码实现（10个案例）案例1：基础操作案例2：高效格式化…...

编程日记 2025/8/19 10:19:04

LeetCode[28]找出字符串中第一个匹配项的下标（KMP版本）

思路： 一开始我使用暴力过的，但是感觉还是不完美，想学习一下KMP的写法，所以这篇笔记就来了，首先KMP算法就要先维护一个最长相等前后缀的一个数组（统称前缀表），那么这个数组为什么能找…...

编程日记 2025/8/22 6:51:34

Cesium实现雨、闪电、雪、雾天气效果

基于 Cesium 的三维地理信息场景，集成了天气效果后处理、3D 模型加载、水域渲染等功能。以下是详细功能总结： 1. 场景初始化与基础配置三维地球初始化创建 Cesium Viewer 实例，隐藏默认控件（时间轴、动画控件等）&…...

编程日记 2025/8/24 16:54:42

上门送水小程序区域代理模块框架设计

一、逻辑分析代理申请流程： 潜在代理商通过小程序提交代理申请，需要填写个人或企业基本信息、联系方式、期望代理区域等。系统收到申请后，进行初步审核，检查信息的完整性和合规性。运营人员进行人工审核，根据公司政策…...

编程日记 2025/8/25 9:39:51

GIS开发笔记（6）结合osg及osgEarth实现半球形区域绘制

一、实现效果输入中心点坐标及半径，绘制半球形区域，地下部分不显示。二、实现原理根据中心点及半径绘制半球形区域，将其挂接到地球节点。三、参考代码 void GlobeWidget::drawSphericalRegion(osg::Vec3d point,double radius) {// 使…...

编程日记 2025/8/24 17:54:15

UE5在场景3D物体上播放本地视频（带声音）

UE5在场景3D物体上播放本地视频（带声音） 0.在Map中创建一个立方体,调整大小看起来像屏幕一样 1.创建文件夹Movies在根目录下 2.把准备的视频复制到Movies文件夹下 3.把Movies文件夹下的视频拖入到UE自己创建的文件夹下，此时会有个文件媒体源…...

编程日记 2025/8/24 4:46:59

安装部署RabbitMQ

一、RabbitMQ安装部署 1、下载epel源 2、安装RabbitMQ 3、启动RabbitMQ web管理界面启用插件 rabbitmq数据目录创建rabbitmq用户设置为管理员角色给用户赋予权限 4、访问rabbitmq...

编程日记 2025/8/24 22:21:34

1. 进程创建

1.1fork函数

1.2写时拷贝（Copy-on-write）

1.3 虚拟地址存储

2. 进程终止

2.1进程退出情况

2.2退出方式

2.3退出码

2.4exit函数VS_exit函数

2.4.1exit函数

2.4.2_exit函数

2.4.3eixt VS_exit

3. 进程等待

3.1进程等待的必要性

3.2wait等待

3.3获取子进程status

3.3.1退出码

3.3.2终止信号

4.总结

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