Unix系统调用实践：仿grep命令管道操作

资源摘要信息:"Unix系统编程涉及的系统调用和命令解析" 在Unix系统编程中，有几个关键的系统调用，它们分别是fork()、exec()、dup2()、pipe()和open()。这些系统调用是完成Unix系统高级任务的基础，它们通常被用来创建子进程、执行新程序、复制文件描述符、创建管道以及打开文件。 1. fork()系统调用：这个系统调用用于创建一个新的进程，称为子进程。它是当前进程的复制。fork()调用返回两次，一次在父进程中，返回值为新创建的子进程的进程ID；另一次在子进程中，返回值为0。这样，父进程可以通过返回值识别出子进程，而子进程可以通过返回值为0来判断自己是子进程。 2. exec()系统调用：exec()家族系统调用的作用是用一个新的程序来替换当前进程的映像，即运行一个新的程序。当exec()被调用后，它不会创建新的进程，而是替换当前进程的文本和数据段。exec()有多个不同的函数变体，如execl()、execp()、execv()等，它们在参数的传递方式上有所不同。 3. dup2()系统调用：dup2()系统调用用于复制一个文件描述符。当你调用dup2(oldfd, newfd)时，它会把oldfd复制到newfd。如果newfd已经打开，dup2()会先关闭newfd。这个调用常用于重定向标准输入输出，例如把标准输出重定向到一个文件。 4. pipe()系统调用：pipe()用于创建一个管道，该管道可以连接两个进程。当一个进程写入数据到管道时，另一个进程可以从管道的另一端读出数据。这个系统调用通常与fork()结合使用，以便父进程和子进程能够通过管道进行通信。 5. open()系统调用：open()用于打开一个文件或设备，并返回一个文件描述符。这个文件描述符是一个非负整数，用于后续的读写操作。open()系统调用还可以用于创建新的文件或截断现有文件。 描述中提到的shell命令“grep –v usr < /etc/passwd | wc –l > result.txt”涉及到管道和重定向。在这个命令中，grep命令用于从/etc/passwd文件中过滤掉包含“usr”的行，然后通过管道将结果传递给wc命令，后者用于统计行数。最后，使用重定向将行数的统计结果输出到result.txt文件。 通过使用fork()、exec()、dup2()、pipe()和open()系统调用，可以实现与上述shell命令相同的功能。具体实现步骤如下： - 首先调用fork()创建子进程。 - 在子进程中，使用pipe()创建管道。 - 子进程使用open()打开/etc/passwd文件和result.txt文件。 - 使用dup2()将标准输入重定向到从/etc/passwd文件打开的文件描述符，将标准输出重定向到管道写端。 - 在子进程中调用exec()来执行grep命令。 - 在父进程中，使用dup2()将标准输入重定向到管道读端，将标准输出重定向到result.txt文件。 - 最后，父进程调用exec()来执行wc命令。 通过这样的系统调用顺序和参数设置，可以模拟shell中的管道和重定向功能，实现复杂的进程间通信和数据处理。