写代码 编写程序实现fork()、exec()、exit()和waitpid()的系统调用

在Unix/Linux操作系统中，`fork()`、`exec()`、`exit()` 和 `waitpid()` 是四个重要的核心系统调用，它们主要用于进程管理。

1. **fork()**：
- 这个函数用于创建一个新的进程，新进程称为子进程，它拥有与父进程几乎完全相同的环境，包括副本的进程上下文（如内存空间、打开文件等）。父进程返回新的子进程ID，而子进程返回0。

pid_t fork();

2. **exec()**：
- 它们是一组函数，通常与`fork()`配合使用，用于替换子进程的整个程序形象。`exec*()`系列函数（如`execv()`, `execvp()`, `execve()`等）接收程序名和命令行参数作为参数，并启动指定的新程序执行，原有的子进程资源将被卸载。

3. **exit()**：
- 这个函数用于终止当前进程。当子进程调用`exit()`时，会结束其生命周期并清理资源，父进程可以使用`waitpid()`等待子进程结束。

void _Exit(int status);
int exit(int status);

4. **waitpid()**：
- 父进程使用这个函数等待子进程完成，可以获取子进程的状态信息。它可以阻塞直到子进程结束，也可以设置标志以便非阻塞地检查。

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

相关问题

编写程序实现fork()、exec()、exit()和waitpid()的系统调用。

在Unix/Linux系统中，`fork()`、`exec()`、`exit()` 和 `waitpid()` 是四个基本的进程管理函数，它们用于控制和调度进程的生命周期。

1. **fork()** : 这个系统调用创建一个新的子进程，新进程拥有与父进程几乎完全相同的副本，除了进程ID（PID）。它返回0给子进程，父进程则返回新子进程的PID。如果发生错误，会返回-1。

pid_t fork(void);

2. **exec()**: 它用于替换当前进程的正文（即程序的入口点），通常与`fork()`一起使用，实现了“父子”进程的分工协作。有多种版本，如`execl()`、`execle()`等，用于加载并执行指定的程序，并传递命令行参数。如果执行成功，原进程将终止；失败则返回非零值。

int exec(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

3. **exit()**: 这个函数用于主动结束进程。它接收一个整数值，表示退出状态码。一般情况下，标准的退出状态码范围是0~127，0表示成功。调用`exit()`后，进程的所有子线程都将结束。

void exit(int status);

4. **waitpid()**: 父进程等待其子进程结束。它接受一个子进程的PID，可以选择等待任意子进程（`WNOHANG`标志）、阻塞直到子进程结束（默认），或者提供一个信号掩码（`WUNTRACED`）。这个函数返回的是子进程的退出状态。

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

编写程序实现fork()、exec()、exit()和waitpid()的系统调用用C++

在C++中，`fork()`、`exec()`、`exit()` 和 `waitpid()` 是用于操作系统级交互的关键系统调用，它们主要用于处理进程间通信和控制进程的行为。

1. **fork()**: 这个函数创建一个新的进程副本，新进程拥有与原进程几乎完全相同的上下文，包括堆栈、打开的文件描述符等。返回值为0代表新创建的子进程，非零值表示原进程。

#include <sys/types.h>
pid_t fork();

2. **exec()**: 它通常与`execvp()`一起使用，用于替换当前进程的进程映射表，运行指定的程序。例如：

#include <unistd.h>
#include <string.h>

int execvp(const char* path, const char* argv[]);

你需要传递要执行的程序路径和作为命令行参数的数组给它。

3. **exit()**: 结束当前进程，并可以传递一个状态码给父进程。如果父进程等待这个子进程完成，它将收到该状态码。

#include <cstdlib>
void exit(int status);

4. **waitpid()**: 父进程阻塞，直到其子进程结束，并接收子进程的状态信息。例如：

#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

这里，`pid`是你想要等待的子进程ID，`status`是一个指向整数的指针，用于存储子进程退出状态。

**注意事项**:
- 在使用这些系统调用之前，确保理解它们的工作原理，以及何时在适当的地方使用它们。
- 需要注意错误处理，因为这些调用可能会失败并设置errno标志。