什么是系统调用
- Linux内核中设置了很多可以实现各种系统功能的子程序，这些子程序就叫系统调用。而系统调用和普通函数调用的区别主要是在系统调用是系统提供的，函数一般是函数库或者自己提供的。
为什么要用系统调用
- 其实很多我们平时用的C语言标准函数，在Linux上都是通过系统调用完成的。随着深入学习，有时候发现系统调用是完成某些功能最简单最有效的途径。在很多情况下对编程有意想不到的帮助。
进程的一生
1. 进程通过fork()复制产生新进程
一个进程调用fork()之后，系统会给新进程分配资源。并且把原来进程的所有内容复制（应用到了写时复制技术，在下面会讲到）到新进程当中，相当于复制了一个一模一样的自己。
ptd_t fork(void) //pid_t是fork返回值类型 可用int替换
fork()函数将会有两次返回；其中父进程将会返回子进程的PID（进程ID），而子进程返回值为0。发生错误时将会返回一个负值。
2. 子进程调用exec()以注入灵魂
通过fork()产生的子进程和父进程几乎完全一样，但产生新进程一般就是为了让ta执行新的程序啦，所以要调用exec来为新进程注入灵魂。
exec其实指的是一组函数，一共六个。
#include <unistd.h>
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
exec函数族的作用是根据指定的路径或者文件名找到可执行文件，并用它来取代原本进程的内容。换句话说，就是把调用进程内部替换为另一个可执行文件。
这些里面只有execve是真正的系统调用，其他的都是基于他包装的库函数。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。只有调用失败了，才会返回一个-1。
Linux当要执行新程序的时候，如果有进程认为自己不能为系统和用户做出任何贡献了，他就可以发挥最后一点余热，调用任何一个exec，让自己以金蝉脱壳；或者，更普遍的情况其实是，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。
3.进程的结束
之后进程就要执行ta的任务啦。而进程结束有三种可能性，一个是主函数结束，或者主函数返回值，再或者是因为其他原因最终进程关闭。
在进程结束后，并不是直接消失，而是会产生一个僵尸进程。
$ ps -ax
1511 pts/0 Z 0:00 [zombie <defunct>]
其中中间的"Z"标识就是僵尸进程的标志了。僵尸进程虽然对其他进程几乎没有什么影响，不占CPU资源，消耗的内存也几乎可以忽略不计，但就这样一个僵尸住在系统里，还是让人觉得不爽。而且Linux系统中进程数目是有限制的，在一些特殊的情况下，如果存在太多的僵尸进程，也会影响产生新进程。
而为什么要有一个僵尸进程呐？僵尸进程中保存着很多非常重要的信息，首先，这个进程是怎么死的？是正常退出呢，还是出现了错误，还是被其它进程强迫退出的？其次，这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少？发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中，如果没有僵尸进程，进程一退出，所有这个进程存在过的痕迹都灰飞烟灭，而此如果还要用到进程信息，那就没辙了。
那么，何收集这些信息，并干掉这些僵尸进程呢？就要靠下面要说的waitpid()和wait()了。这两个都是收集僵尸进程留下的信息，同时彻底杀掉这个进程的。下面就对这两个调用分别作详细介绍。
4.wait()与waitpid()
wait():
#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status)/* pid_t同int*/
某个进程一旦调用了wait()，就立即阻塞自己，由wait()自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回。如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直等待僵尸进程的出现。
pid = wait(NULL);
-如果收集到僵尸进程，wait()会返回被收集的进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait()返回-1。
waitpid():
#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)
从本质上讲，系统调用waitpid()和wait()的作用是完全相同的，但waitpid()多出了两参数pid和options，从而为提供了另一种更灵活的使用方式。
- pid
从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出，这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时，在这里有不同的意义。
- pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
- pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
- pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。
- pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。
options
- options
options提供了一些额外的选项来控制waitpid()，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如：
ret=waitpid(-1,NULL,0);
如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。
看到这里，相信已经有人发现了，wait()不就是经过包装的waitpi()d吗？没错，在<内核源码目录>/include/unistd.h文件里能发现这些：
static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
return waitpid(-1,wait_stat,0);
}
【完】
- 如果有错误的地方请多指出
相关主题：
系统调用跟我学(3)–进程管理相关的系统调用之二 雷镇，2002
Linux man pages
Advanced Programming in the UNIX Environment by W. Richard Stevens, 1993
Linux核心源代码分析 彭晓明，王强，2000