Linux：浅析进程（四）

进程的程序替换

替换原理

我们在使用fork（）函数的时候，会创建一个子进程，一般情况下，子进程会与父进程执行相同的代码，可以用if语句分支开父子进程执行的代码，而这时候可以调用exec函数进行替换，当我们调用exec函数的时候，该进程的代码和数据完全被一个新的程序所替代，从新程序的启动入口执行，但是并不会产生新的进程，所有调用exec之后，进程的id并不会改变。

替换函数

有六种exec开头的函数可进行程序替换，统称为exec函数：

#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[]);

调用以上函数如果成功那么直接进行新的程序，如果失败返回值为-1，所以exec类函数只有失败的返回值并没有成功的返回值。

命名理解

• l:表示参数采用列表
• v:参数用数组
• p:由p自动搜索环境变量PATH
• e:表示自己维护环境变量

调用举例

#include <unsitd.h>

int main()
{
    char* const argv[] = {"ps","-ef",NULL};
    char* const envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin","TERM=console",NULL};

    execl("/bin/ps","ps","-ef",NULL);

    //带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径
    execlp("ps","ps","-ef",NULL);

    //带e的，需要自己组装环境变量
    execle("ps","ps","-ef",NULL,envp);

    execv("/bin/ps",argv);

    //带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径
    execvp("ps",argv);

    //带e的，需要自己组装环境变量
    execve("/bin/ps",argv,envp);
}

实际上，只有execve是真正的系统调用，其他五个函数最终都是调用execve。

利用exec函数实现简易版的shell程序

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#include <ctype.h>

char* argv[8];
int argc = 0;

void do_parse(char* buf)
{
    int i;
    int status = 0;

    for(argc=i=0; buf[i]; i++)
    {
        if(!isspace(buf[i]) && status == 0)
        {
            argv[argc++] = buf+i;
            status =1;
        }
        else if(isspace(buf[i]))
        {
            status = 0;
            buf[i] = 0;
        }
    }
    argv[argc] = NULL;
}

void do_execute()
{
    pid_t pid = fork();

    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    else if(pid == 0)
    {
        execvp(argv[0],argv);
        perror("execvp");
    }
    else
    {
        int st;
        while( wait(&st) != pid )
        {
            ;
        }
    }
}

int main()
{
    char buf[1024] = {};

    while(1)
    {
        printf("myshell###");
        scanf("%[^\n]%*c",buf);
        do_parse(buf);
        do_execute();
    }

    return 0;
}

---

欢迎大家共同讨论，如有错误及时联系作者指出，并改正。谢谢大家！