（转）linux下execl和system函数

linux下，system函数和execl函数都是用于执行一条系统命令。今天仔细看了system函数的实现，想找出和execl函数的差别。

这里先进行一些背景知识补充：

fork（创建一个新的进程）:

定义函数  pid_t fork(void);

函数说明  fork()会产生一个新的子进程，其子进程会复制父进程的数据与堆栈空间，并继承父进程的用户代码，组代码，环境变量、已打开的文件代码、工作目录和资源限制等。

返回值    如果fork()成功则在父进程会返回新建立的子进程代码(PID)，而在新建立的子进程中则返回0。如果fork 失败则直接返回-1，失败原因存于errno中。

waitpid（等待子进程中断或结束）：

定义函数  pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);

函数调用  waitpid(pid, NULL, 0);

函数说明  waitpid()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。如果在调用waitpid()时子进程已经结束，则wait()会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数status返回，而子进程的进程识别码也会一快返回。如果不在意结束状态值，则参数status可以设成NULL。参数pid为欲等待的子进程识别码，其他数值意义如下:

pid<-1 等待进程组识别码为pid绝对值的任何子进程。

pid=-1 等待任何子进程，相当于wait()。

pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。

pid>0 等待任何子进程识别码为pid的子进程。

返回值  如果执行成功则返回子进程识别码(PID)，如果有错误发生则返回-1。失败原因存于errno。

waitpid把子进程的结束状态返回后存于status，有几个宏可判别结束情况：

WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的（通过exit()或者_exit()），如果是，它会返回一个非零值。

WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status)就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说，WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。

WIFSIGNALED(status)如果子进程是因为信号而结束则此宏值为真。

WTERMSIG(status)取得子进程因信号而中止的信号代码，一般会先用WIFSIGNALED 来判断后才使用此宏。

WIFSTOPPED(status)如果子进程处于暂停执行情况则此宏值为真。一般只有使用WUNTRACED 时才会有此情况。

WSTOPSIG(status)取得引发子进程暂停的信号代码，一般会先用WIFSTOPPED 来判断后才使用此宏。

接下来进入正题看看execl和system函数：

execl：

定义函数  int execl(const char * path,const char * arg,....);

函数说明  execl()用来执行参数path字符串所代表的文件路径，接下来的参数代表执行该文件时传递过去的argv(0)、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束。

返回值    如果执行成功则函数不会返回，执行失败则直接返回-1，失败原因存于errno中。

调用ls命令范例： execl("/bin/ls", "/bin/ls",  "-l" , "/etc", NULL);

exec系列函数的特点很明显，就是执行成功的时候是不会返回的，一旦返回一定是有错误产生了。但是请注意，执行成功的意思是这条命令本身没错，但是这条命令成不成功exec管不了，他只负责执行，比如说"rm 1.txt"，这条指令是正确的，即使没有1.txt这个文件报了无法删除1.txt文件，exec函数还是算执行成功，不会有返回。我们看下例子：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]){

    int a = execl("/bin/rm", "rm", "1.txt", NULL);
    printf("%d\n", a);

    printf("exiting...\n");
    return 0;
}

上面这段代码的执行结果是：

明显没有返回值，我们再看看执行出错的返回值：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]){

    int a = execl("aaa", "bbb", NULL);
    printf("%d\n", a);

    printf("exiting...\n");
    return 0;
}

上面这段代码的执行结果：

很明显，返回值是-1。这个时候execl函数就执行失败了。

那么如果想要调用一个系统命令，又想要返回呢？这时候system函数就可以帮上忙了。实际上，system也是调用了exec函数去执行一个系统命令，可以把system函数理解成对exec函数的一个包装。可是，光光包装起来，加个返回值，有可能吗？比如说把return语句在exec后面，根据exec系列的函数的特性，return语句肯定不会执行，那system函数到底是怎么实现的呢？实际上，system函数的具体执行步骤是这样的：

1.fork一个子进程；

2.在子进程中调用exec函数去执行command；

3.在父进程中调用wait去等待子进程结束。

创建出一个子进程，然后在子进程中用exec来执行命令，即是子进程成功执行了没返回也没关系，还有父进程可以返回嘛！

接下来我们仔细看看system的详细介绍。

先来看一下system()函数的简单介绍：

#include <stdlib.h>
int system(const char *command);

system() executes a command specified in command by calling /bin/sh -c command, and returns after the command has been completed. During execution of the command, SIGCHLD will be blocked, and SIGINT and SIGQUIT will be ignored.

system()函数调用/bin/sh来执行参数指定的命令，/bin/sh 一般是一个软连接，指向某个具体的shell，比如bash，-c选项是告诉shell从字符串command中读取命令；

在该command执行期间，SIGCHLD是被阻塞的，好比在说：hi，内核，这会不要给我送SIGCHLD信号，等我忙完再说；

在该command执行期间，SIGINT和SIGQUIT是被忽略的，意思是进程收到这两个信号后没有任何动作。

再来看一下system()函数返回值：

The value returned is -1 on
error (e.g. fork(2) failed), and the return status of the command
otherwise. This latter return status is in the format specified in
wait(2). Thus, the exit code of the command will be WEXITSTATUS(status).
In case /bin/sh could not be executed, the exit status will be that of a
command that does exit(127).

If the value of command is NULL, system() returns nonzero if the shell is available, and zero if not.

为了更好的理解system()函数返回值，需要了解其执行过程，实际上system()函数执行了三步操作：

1.fork一个子进程；

2.在子进程中调用exec函数去执行command；

3.在父进程中调用wait去等待子进程结束。

对于fork失败，system()函数返回-1。

如果exec执行成功，也即command顺利执行完毕，则返回command通过exit或return返回的值。

（注意，command顺利执行完毕不代表执行成功，比如command："rm debuglog.txt"，不管文件存不存在该command都顺利执行了，也即exec）

如果exec执行失败，也即command没有顺利执行，比如被信号中断，或者command命令根本不存在，system()函数返回127.

如果command为NULL，则system()函数返回非0值，一般为1.

看一下system()函数的源码

看完这些，我想肯定有人对system()函数返回值还是不清楚，看源码最清楚，下面给出一个system()函数的实现：

int system(const char * cmdstring)
{
    pid_t pid;
    int status;
    if(cmdstring == NULL)
    {
        return (1); //如果cmdstring为空，返回非零值，一般为1
    }
    if((pid = fork())<0)
    {
        status = -1; //fork失败，返回-1
    }else if(pid == 0)
    {
        execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char *)0);
        _exit(127); // exec执行失败返回127，注意exec只在失败时才返回现在的进程，成功的话现在的进程就不存在啦~~
    }else //父进程
    {
        while(waitpid(pid, &status, 0) < 0)
        {
            if(errno != EINTR)
            {
                status = -1; //如果waitpid被信号中断，则返回-1
                break;
            }
        }
    }

    return status; //如果waitpid成功，则返回子进程的返回状态
}

仔细看完这个system()函数的简单实现，那么该函数的返回值就清晰了吧，那么什么时候system()函数返回0呢？只在command命令返回0时。

看一下该怎么监控system()函数执行状态

这里给我出的做法：

int status;
if(NULL == cmdstring) //如果cmdstring为空趁早闪退吧，尽管system()函数也能处理空指针
{
    return XXX;
}
status = system(cmdstring);
if(status < 0)
{
    printf("cmd: %s\t error: %s", cmdstring, strerror(errno)); // 这里务必要把errno信息输出或记入Log
    return XXX;
}

if(WIFEXITED(status))
{
    printf("normal termination, exit status = %d\n", WEXITSTATUS(status)); //取得cmdstring执行结果
}
else if(WIFSIGNALED(status))
{
    printf("abnormal termination,signal number =%d\n", WTERMSIG(status)); //如果cmdstring被信号中断，取得信号值
}
else if(WIFSTOPPED(status))
{
    printf("process stopped, signal number =%d\n", WSTOPSIG(status)); //如果cmdstring被信号暂停执行，取得信号值
}

到于取得子进程返回值的相关介绍可以参考另一篇文章：http://my.oschina.net/renhc/blog/35116

文章转自：

https://my.oschina.net/renhc/blog/53580

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4da4ea3c0101ojnr.html