关于进程修改和地址空间

Question

当我们在 Unix Shell 的提示符下键入 vi 时， 我们可以使用 Vim 编辑器。

现在 Shell fork 另一个进程。

AFAIk 我在一本书中读到，一个进程无法修改另一个进程。 那么在 Linux 中，Shell 是如何允许我们在终端中打开 Vim 的呢？

我对 shell 是否真的在访问 Vim 的地址空间这一事实感到困惑。

Answer 1

在 Unix 中只有一种方法可以启动用户进程 - fork(2) 系统调用。它创建调用进程的精确副本，不同之处在于调用的返回值 - 父/调用者中新进程的进程 ID (pid)，子进程中为零。操作系统通过 父进程 id 属性维护这种父子关系（例如，参见ps -f 的输出）。

幕后发生的事情是操作系统内核复制调用者的整个虚拟内存空间（这里有更多详细信息，google for Copy-On-Write 页面映射和vfork） .除非通过像mmap(2) 这样的共享内存 机制专门设置，否则不能从一个地址空间直接访问另一个地址空间。父进程可以wait(2) 为其子进程终止。

我不会进入process groups、sessions 和控制终端。这需要一张好照片。请查看APUE book 以获得详细解释。

execve(2) 系统调用用文件中的一些可执行文件之一替换当前进程映像。

现在，shell 将其 stdin、stdout 和 stderr 连接到 terminal emulator，继承自控制台上的 login(1) 进程，或由网络守护程序（如 sshd）动态分配，或者窗口管理器 (X)。例如，当您在 shell 中键入 vi 时，它是 forks，然后是 execs /bin/vi 程序，然后是 waits。新进程继承了打开的文件描述符，并且能够通过它们通过ioctl(2) 操作终端伪设备。

真正的乐趣从 管道 开始，当您输入类似 ps -ef|grep bash 的内容时 - 留给读者作为练习 :)

我在这里省略了许多有趣的细节，但希望这可以作为一个简短的介绍有所帮助。

Answer 2

shell 只是简单地将 Vim 的终端文件描述符连接到它自己的，传递数据。

您可能听说过“标准输入”、“标准输出”等文件描述符。当使用终端仿真器（如 XTerm 或您使用的任何东西）时，它会为在其中运行的 shell 提供接收到的击键流，并解释 shell 发送到终端的数据（颜色等）并显示它们.

当您启动 Vim 时，shell 会启动它的进程并为该进程提供自己的输入和输出流。输入流与 shell 接收的相同，即在终端上键入的所有内容都会被 shell 接收，然后将其发送到 Vim。 Vim 发送到其输出流中的所有内容都会被 shell 接收，然后发送到终端。

基本上，数据的双向流动是这样的：

terminal emulator <====> shell <====> vim