执行子进程返回父进程后index未更新及HistoryBrief打印异常排查

项目基础信息 #

我正在实现一款支持命令历史记录、可读取进程批处理文件作为输入执行的简易Shell，核心设计与代码结构如下：

• 核心结构体定义
  • Proc_t：存储进程相关信息
  • his_t：用于构建双向链表存储命令历史记录
• 代码文件拆分
  • head.h：公共头文件，存放结构体定义、函数声明、公共依赖引入
  • main.c：Shell主逻辑实现
  • history.c：命令历史相关操作实现
  • process.c：进程创建、执行相关逻辑实现

复现条件 #

测试用批处理文件为每行一条Linux命令的文本文件，内容如下：

ls -al
echo Hello World
touch newfile.c
ps

异常问题及修复方案 #

问题1：fork后父子进程index值不同步 #

现象：调用fork()创建子进程执行命令后，父进程中修改的index值未同步到子进程
根因：fork()创建子进程后，父子进程拥有独立的虚拟地址空间，遵循写时复制机制，父进程对变量的修改不会同步到子进程的地址空间中
修复方案：

• 如果子进程仅需要执行命令前的index值：将index的更新操作放到fork()调用之前，子进程可以直接拿到最新的index值
• 如果需要父子进程运行时动态同步index：使用共享内存存储index变量，可通过mmap(MAP_SHARED)或者System V共享内存实现

问题2：HistoryBrief()打印所有历史命令均为ps #

现象：调用HistoryBrief()打印命令历史时，4条测试命令全部输出ps而非各自的命令内容
根因：存储命令历史时仅对命令字符串做了浅拷贝，所有his_t节点的命令指针都指向同一个读命令缓冲区，后续读入的命令会覆盖缓冲区原有内容，最终所有节点都指向最后读入的ps命令
修复方案：
每次读取到新命令存入历史链表前，对命令字符串做深拷贝：

// 错误写法（直接赋值指针，浅拷贝）
new_node->cmd = read_buf;
// 正确写法1：用strdup直接实现深拷贝
new_node->cmd = strdup(read_buf);
// 正确写法2：自行实现内存申请+拷贝
new_node->cmd = malloc(strlen(read_buf)+1);
strcpy(new_node->cmd, read_buf);

注意程序退出时要遍历历史链表释放每个节点的cmd字符串，避免内存泄漏。 #

内容的提问来源于stack exchange，提问作者qascade