如何在一个程序中运行另外一个程序:exec系列调用

#include <unistd.h>extern char **environ;int execl(const char *path, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);int execle(const char *path, const char *arg, .../*, (char *) NULL, char  *  const  envp[]*/);int execv(const char *path, char *const argv[]);int execvp(const char *file, char *const argv[]);int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);// path 为程序路径，file为文件名(需要配置了环境变量才找得到)，argv，arg都会被传递给新程序的main函数，evnp用于设置新程序的环境变量，若未设置则使用environ

exec不会关闭原程序打开的文件描述符，除非该文件描述符设置了SOCK_CLOEXEC等属性

失败才返回(-1)在原进程的调用点向下接着执行，成功则原程序exec之后的内容都不执行，调用后原进程的实体：代码段，数据段，堆栈等都被取代，只留下进程ID，等保持原样

使用execl,execl的第一个参数为路径

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main()
{//使用execl()pid_t pid = fork();if(pid>0){printf("parent process pid = %d\n",getpid());}else if(pid==0){//注意这里是可执行程序，而不是程序源码execl("hello","hello",NULL);//第一个参数为路径，第二个为可执行程序名，以NULL结束printf("child process\n");//因为是在子进程中使用exec族，所以此行代码不会被执行}for(int i  = 0;i<3;i++){printf("i = %d pid = %d\n",i,getpid());//此处的代码也只会有父进程的执行}return 0;
}

execlp的第一个参数为可执行文件名，不是路径

函数回到环境变量中查找指定的可执行文件，找不到就执行失败返回-1

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main()
{//使用execl()pid_t pid = fork();if(pid>0){printf("parent process pid = %d\n",getpid());}else if(pid==0){//注意这里是可执行程序，而不是程序源码execlp("ps","ps","aux",NULL);//第一个参数为可执行文件名，第二个为可执行程序名，以NULL结束printf("child process\n");//因为是在子进程中使用exec族，所以此行代码不会被执行}for(int i  = 0;i<3;i++){printf("i = %d pid = %d\n",i,getpid());//此处的代码也只会有父进程的执行}return 0;
}

查看环境变量：echo $PATH

env在这里面找到PATH条目

使用execvpe：会报错参数过多，但是man文档中写的是有三个参数

使用execve

//指定可执行文件搜索路径
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main()
{//使用execl()pid_t pid = fork();if(pid>0){printf("parent process pid = %d\n",getpid());}else if(pid==0){//注意这里是可执行程序，而不是程序源码char *arglist[] = {"./hello","hello",NULL};char *envp[] = {"PATH=/root/unix_linux/chapter8",NULL};execve("hello",arglist,envp);//第一个参数为可执行文件名，第二个为可执行程序名，以NULL结束printf("child process\n");//因为是在子进程中使用exec族，所以此行代码不会被执行}for(int i  = 0;i<3;i++){printf("i = %d pid = %d\n",i,getpid());//此处的代码也只会有父进程的执行}return 0;
}

例如运行ls -la命令，调用execvp("ls",arglist);此处的arglist为命令行的字符串数组

流程：

第一个元素要置为程序名称，最后一个元素为NULL(0)

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{char *arglist[3];arglist[0] = "ls";arglist[1] = "-l";arglist[2] = 0;printf("exec ls-l\n");execvp("ls",arglist);printf("ls -l done\n");return 0;
}/*
root@ziggy-virtual-machine:~/unix_linux/chapter8# gcc -o execdemo execdemo.c
root@ziggy-virtual-machine:~/unix_linux/chapter8# ./execdemo
exec ls-l
总用量 64
-rwxr-xr-x 1 root root 8720 10月 26 15:25 execdemo
-rw-r--r-- 1 root root  234 10月 26 15:25 execdemo.c
-rwxr-xr-x 1 root root 8760 10月 26 14:37 forkdemo
-rwxr-xr-x 1 root root 8712 10月 26 14:48 forkdemo2
-rw-r--r-- 1 root root  248 10月 26 14:48 forkdemo2.c
-rwxr-xr-x 1 root root 8760 10月 26 15:08 forkdemo.3
-rw-r--r-- 1 root root  359 10月 26 15:08 forkdemo3.c
-rw-r--r-- 1 root root  335 10月 26 14:37 forkdemo.c
*/

指定环境变量查找路径：

关于execve：

第三个参数，即为envp数组，不是用于查找课执行程序的，而是为可执行程序运行期间增加新的环境变量

shell程序

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>#define ARGLEN 5
#define MAXARGS 20int main()
{char argbuf[ARGLEN];fgets(argbuf,ARGLEN,stdin);//要留一位给'\0'，所以只有ARGLEN-1位有效字符printf("%d\n",strlen(argbuf)-1);printf("%c\n",argbuf[strlen(argbuf)-1]);printf("%s\n",argbuf);if(argbuf[strlen(argbuf)]=='\0'){printf("yes\n");}return 0;
}/*
root@ziggy-virtual-machine:~/unix_linux/chapter8# ./psh1 hello
3
l
hell
yes
*/char *makesting(char *buf)
{char *cp;printf("%d\n",strlen(buf));printf("%s\n",buf);printf("%c\n\n\n\n",buf[strlen(buf)-1]);buf[strlen(buf)-1]='\0';printf("%s\n",buf);cp = malloc(strlen(buf)+1);strcpy(cp,buf);printf("%s\n",cp);// buf[]return NULL;
}

为什么此函数中要将最后一位置为'\0'

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#define ARGLEN 100
#define MAXARGS 20char *makesting(char *buf)
{char *cp;// printf("%d\n",strlen(buf));// printf("%s\n",buf);// printf("%c\n\n\n\n",buf[strlen(buf)-1]);// if(buf[strlen(buf)]=='\0')// {//     printf("yes\n");// }// buf[strlen(buf)]='\0';//这样是错的printf("%d\n",strlen(buf));//生成字符串，c风格字符串是'\0'结尾，例如ls：strlen(buf) = 3，l，s分别在0，1下标处，所以应该在下标为2处设为'\0',buf[strlen(buf)-1] = '\0';// printf("%s\n",buf);cp = malloc(strlen(buf)+1);strcpy(cp,buf);// printf("%s\n",cp);return cp;
}
int excute(char*arglist[])//执行命令后就退出了，所以不能执行多条命令,且exec在错误时才返回值，且此原进程的代码被清除，会在此进程运行新的exec中的代码，所以shell无法接收新命令
{execvp(arglist[0],arglist);perror("execvp failed");exit(1);
}
int main()
{char argbuf[ARGLEN];int numsargs = 0;//用于记录一条命令的当前参数char* arglist[MAXARGS+1];while(numsargs<MAXARGS){printf("Arg[%d]?",numsargs);if(fgets(argbuf,ARGLEN,stdin)&&*argbuf!='\n'){arglist[numsargs++] = makesting(argbuf);}//要留一位给'\0'，所以只有ARGLEN-1位有效字符else{if(numsargs>0){arglist[numsargs] = NULL;excute(arglist);//执行程序numsargs = 0;//reset参数个数，以便执行下一条命令}}}return 0;
}

execvp用命令指定的程序代码覆盖了shell代码，然后在命令指定的程序中运行结束后退出，所以shell无法接收新命令

所以要启动新进程来运行命令指定的程序

exec用新的程序替换原进程的用户区

为什么要设置strlen(buf)-1位'\0':

实现一个真正的shell

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#define ARGLEN 100
#define MAXARGS 20char *makesting(char *buf)
{char *cp;// printf("%d\n",strlen(buf));// printf("%s\n",buf);// printf("%c\n\n\n\n",buf[strlen(buf)-1]);// if(buf[strlen(buf)]=='\0')// {//     printf("yes\n");// }// buf[strlen(buf)]='\0';//这样是错的// printf("%d\n",strlen(buf));//生成字符串，c风格字符串是'\0'结尾，例如ls：strlen(buf) = 3，l，s分别在0，1下标处，所以应该在下标为2处设为'\0',buf[strlen(buf)-1] = '\0';// printf("%s\n",buf);cp = malloc(strlen(buf)+1);strcpy(cp,buf);// printf("%s\n",cp);return cp;
}
int excute(char*arglist[])//执行命令后就退出了，所以不能执行多条命令,且exec在错误时才返回值，且此原进程的代码被清除，会在此进程运行新的exec中的代码，所以shell无法接收新命令
{int pid,status;pid = fork();switch (pid){case -1:perror("fork failed");break;case 0:execvp(arglist[0],arglist);perror("execvp failed");exit(1);break;default:while(wait(&status)!=pid);//等待子进程返回printf("child exited with status %d,%d\n",status>>8,status&0377);}
}
int main()
{char argbuf[ARGLEN];int numsargs = 0;//用于记录一条命令的当前参数char* arglist[MAXARGS+1];while(numsargs<MAXARGS){printf("Arg[%d]?",numsargs);if(fgets(argbuf,ARGLEN,stdin)&&*argbuf!='\n'){arglist[numsargs++] = makesting(argbuf);}//要留一位给'\0'，所以只有ARGLEN-1位有效字符else{if(numsargs>0){arglist[numsargs] = NULL;excute(arglist);//执行程序numsargs = 0;//reset参数个数，以便执行下一条命令}}}return 0;
}

#运行结果
root@ziggy-virtual-machine:~/unix_linux/chapter8# ./psh2 Arg[0]?ls
Arg[1]?-l
Arg[2]?demodir
Arg[3]?
总用量 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 10月 26 22:49 new.cpp
child exited with status 0,0
Arg[0]?ls
Arg[1]?
demodir     forkdemo2    forkdemo.c  psh2
execdemo    forkdemo2.c  psh         psh2.c
execdemo.c  forkdemo.3   psh1        psh.c
forkdemo    forkdemo3.c  psh1.c      waitdemo.c
child exited with status 0,0
Arg[0]?

shell流程:

需要改进的点，会产生的错误：

退出此shell程序的唯一方法是ctrl+c

如果在psh2等待子进程运行时按此键，则其生成的SIGINT信号会杀死运行的子进程和psh2进程

原因：键盘信号发给所有连接的进程

psh2，和子进程都连接到终端，按下中断键，驱动向所有这个终端控制的进程发送SIGINT信号