附1： 创建进程（开设Linux基础课程班级选作）
【实验目的】
1）通过运行程序，理解进程的创建，掌握程序与进程的区别和联系。 2）理解并掌握fork系统调用的用法。 3）理解并掌握exec系统调用的用法。
【条件要求】
1）认真阅读和掌握本实践的指导材料。 2）上机操作。
【预备知识】 一、程序与进程的定义
程序是为了完成某项任务而编排的语句序列，它告诉计算机如何执行，因此程序是需要运行的。程序运行过程中，需要占有计算机的各种资源。
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是操作系统动态执行的基本单元，在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。进程实体由PCB、用户程序段、用户数据段和栈组成。这里的PCB和栈是由操作系统为用户程序添加的信息。见图6-1。
PCB程序段数据段栈 图6-1 进程示意图
二、进程和程序的区别与联系
程序是静态概念，本身可以作为一种软件资源保存；而进程是程序的一次执行过程，是动态概念，它有一定的生命期，是动态地产生和消亡的。
进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并发执行，进程是作为自愿申请和调度单
位存在的；而通常的程序不能作为一个独立运行的单位。
程序与进程并无一一对应关系，一方面一个程序可由多个进程共用;另一方面一个进程只能对应一个程序。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。
三、fork系统调用
一个进程调用了fork以后,系统会创建一个子进程。这个子进程和父进程的不同之处在于进程ID和父进程ID，其他都一样。
当一个程序中调用fork函数后，内核会完成如下工作： ● 内核系统分配新的内存块和内核数据结构； ● 复制原来的进程到新的进程； ● 向运行进程集添加新的进程； ● 将进程返回给两个进程。
设原来的进程为父进程，调用fork生成的新进程为子进程，则子进程会执行父进程中fork函数后的代码。
fork系统调用使用格式： ● 头文件：
#include
● 函数原形为： pid_t fork(void);
● 返回值为“pid_t”。
对于父进程，fork函数返回了子程序的进程号，而对于子程序，fork函数则返回零。这样，对于程序，只要判断fork函数的返回值，就知道自己是处于父进程还是子进程中。如果调用不成功，则返回“-1”。
四、exec族函数
exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容。换言之，就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。
exec系统调用有6种不同的使用格式，但在核心中只对应一个调用入口。它们有不同的调用格式和调用参数。这六种调用格式分别为： #include
1）int execl (const char *path, const char *arg0, ..., const char*argn, (char *)0); 2）int execv (const char *path, char *const *argv);
3）int execle (const char *path, const char *arg0, ..., const char*argn,(char *0), const char *envp[]);
4）int execve (const char *path, char *const *argv, char *const *envp); 5）int execlp (const char *file, const char *arg0, ..., const char*argn, (char *)0); 6）int execvp (const char *file, char *const *argv);
参数“path”指出一个可执行目标文件的路径名，参数“file”指出可执行目标文件的文件名。“arg0”作为约定同“path”一样指出目标文件的路径名，参数“arg1”到“argn”分别是该目标文件执行时所带的命令行参数。参数“argv”是一个字符串指针数组，由它指出该目标程序使用的命令行参数表，按约定第一个字符指针指向与“path”或“file”相同的字符串。最后一个指针指向一个空字符串，其余的指向该程序执行时所带的命令行参数。参数“envp”同“argv”一样也是一个字符指针数组，由它指出该目标程序执行时的进程环境，它也以一个空指针结束。
exec的6种格式在以下三点上有所不同：
1）“path”是一个目标文件的完整路径名，而“file”是目标文件名，它可以通过环境变量“PATH”来搜索。
2）由“path”或“file”指定的目标文件的命令行参数，是完整的参数列表或是通过一指针数组“argv”给出的。
3）环境变量是系统自动传递或者通过“envp”给出的。 表6-1说明了exec系统调用的6种不同格式对以上三点的支持。
表6-1 exec系统调用的6种不同格式
系统调用 execl execv execle execve execlp execvp 参数形式 全部列表 指针数组 全部列表 指针数组 全部列表 指针数组 环境传送 自动 自动 不自动 不自动 自动 自动 否 否 否 否 是 是 路径搜索 与一般情况不同，exec函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段、数据段和堆栈等都已经被新的内容取代，只留下进程ID等一些表面上的信息仍保持原样。看上去还是旧的“躯壳”，却已经注入了新的“灵魂”。只有调用失败了，它们才会返回一个“-1”，从原程序的调用点接着往下执行。
现在我们应该明白Linux如何执行新程序：，每当有进程认为自己不能为系统和用户做出任何“贡献”了，它就可以发挥最后一点“余热”，调用任何一个exec，让自己以新的面貌“重生”；或者，更普遍的情况是，如果一个进程想执行另一个程序，它就可以fork出一个新进程，然后调用任何一个exec，这样看起来就好像通过执行应用程序而产生了一个新进程一样。
事实上第二种情况被应用得如此普遍，以至于Linux专门为其作了优化。我们已经知道，
fork可以将调用进程的所有内容原封不动地拷贝到新产生的子进程中，这些拷贝的动作很消耗时间，而如果fork完之后马上就调用exec，这些辛辛苦苦拷来的东西又会被立刻抹掉。这看起来非常不划算，于是人们设计了一种名为“写时拷贝（copy-on-write）”的技术，使得fork结束后并不立刻复制父进程的内容，而是到了真正实用的时候才复制。这样，如果下一条语句是“exec”，它就不会作无用功了，因而也就提高了效率。
五、wait系统调用
wait系统调用可以完成父进程和子进程的同步。进程一旦调用了wait，就立即“阻塞”自己，由wait自动分析当前进程的某个子进程是否已经退出，如果让它找到了这样一个子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁，然后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直“阻塞“在这里，直到有一个出现为止。
wait系统调用使用格式为：
#include
参数“status“用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。如果我们对这个子进程是如何“死掉”的毫不在意，只想把这个“僵尸进程”消灭掉（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），就可以设定这个参数为“NULL”，就像这样： pid = wait(NULL);
【实验内容】
1）创建目录“ex6”，然后进入该目录。 # mkdir ex6 # cd ex6
2）键入“vi”，编辑一个新文件“exam6a.c”。 # vi exam6a.c
其内容如下： #include \
#include
char *parameter[3]; parameter[0] = \ parameter[1] = \ parameter[2] = 0 ;
printf(\printf(\ execvp( \printf(\） bye\\n\printf(\}
3）保存退出“exam6a.c”。 4）在Linux下编译“exam6a.c”。 # gcc -o exam6a exam6a.c
5）执行“exam6a”。 ./exam6a
6）仔细观察输出结果，查看下面两行是否输出： * * *ls is done. bye * * * BBBBBBBBBB*****
如果没有，试说明原因。
7）复制“exam6a.c”为“exam6b.c”，并用Vi编辑“exam6b.c”。 # cp exam6a.c exam6b.c # vi exam6b.c
其内容如下： #include \
#include
char *parameter[3]; parameter[0] = \ parameter[1] = \
parameter[2] = 0 ;
printf(\printf(\/*execvp( \fork();
printf(\printf(\}