exec函数族的作用与讲解
apue看到第八章,对exec函数族的理解一直都很混乱,总觉得不对劲儿,其实不能理解的先暂时跳过,看到后面,再结合实例也就慢慢的理解了。
以下内容转自:http://www.cppblog.com/prayer/archive/2009/04/15/80077.html
也许有不少读者从本系列文章一推出就开始读,一直到这里还有一个很大的疑惑:既然所有新进程都是由fork产生的,而且由fork产生的子进程和父进程几乎完全一样,那岂不是意味着系统中所有的进程都应该一模一样了吗?而且,就我们的常识来说,当我们执行一个程序的时候,新产生的进程的内容应就是程序的内容才对。是我们理解错了吗?显然不是,要解决这些疑惑,就必须提到我们下面要介绍的exec系统调用。
1.10.1 简介
说是exec系统调用,实际上在Linux中,并不存在一个exec()的函数形式,exec指的是一组函数,一共有6个,分别是:
#include <unistd.h> |
其中只有execve是真正意义上的系统调用,其它都是在此基础上经过包装的库函数。
exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件,并用它来取代调用进程的内容,换句话说,就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件,也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。
与一般情况不同,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仍保持原样,颇有些神似"三十六计"中的"金蝉脱壳"。看上去还是旧的躯壳,却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了,它们才会返回一个-1,从原程序的调用点接着往下执行。
现在我们应该明白了,Linux下是如何执行新程序的,每当有进程认为自己不能为系统和拥护做出任何贡献了,他就可以发挥最后一点余热,调用任何一个exec,让自己以新的面貌重生;或者,更普遍的情况是,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。
事实上第二种情况被应用得如此普遍,以至于Linux专门为其作了优化,我们已经知道,fork会将调用进程的所有内容原封不动的拷贝到新产生的子进程中去,这些拷贝的动作很消耗时间,而如果fork完之后我们马上就调用exec,这些辛辛苦苦拷贝来的东西又会被立刻抹掉,这看起来非常不划算,于是人们设计了一种"写时拷贝(copy-on-write)"技术,使得fork结束后并不立刻复制父进程的内容,而是到了真正实用的时候才复制,这样如果下一条语句是exec,它就不会白白作无用功了,也就提高了效率。
1.10.2 稍稍深入
上面6条函数看起来似乎很复杂,但实际上无论是作用还是用法都非常相似,只有很微小的差别。在学习它们之前,先来了解一下我们习以为常的main函数。
下面这个main函数的形式可能有些出乎我们的意料:
int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) |
它可能与绝大多数教科书上描述的都不一样,但实际上,这才是main函数真正完整的形式。
参数argc指出了运行该程序时命令行参数的个数,数组argv存放了所有的命令行参数,数组envp存放了所有的环境变量。环境变量指的是一组值,从用户登录后就一直存在,很多应用程序需要依靠它来确定系统的一些细节,我们最常见的环境变量是PATH,它指出了应到哪里去搜索应用程序,如/bin;HOME也是比较常见的环境变量,它指出了我们在系统中的个人目录。环境变量一般以字符串"XXX=xxx"的形式存在,XXX表示变量名,xxx表示变量的值。
值得一提的是,argv数组和envp数组存放的都是指向字符串的指针,这两个数组都以一个NULL元素表示数组的结尾。
我们可以通过以下这个程序来观看传到argc、argv和envp里的都是什么东西:
/* main.c */ |
编译它:
$ cc main.c -o main |
运行时,我们故意加几个没有任何作用的命令行参数:
$ ./main -xx 000 |
我们看到,程序将"./main"作为第1个命令行参数,所以我们一共有3个命令行参数。这可能与大家平时习惯的说法有些不同,小心不要搞错了。
现在回过头来看一下exec函数族,先把注意力集中在execve上:
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]); |
对比一下main函数的完整形式,看出问题了吗?是的,这两个函数里的argv和envp是完全一一对应的关系。execve第1个参数path是被执行应用程序的完整路径,第2个参数argv就是传给被执行应用程序的命令行参数,第3个参数envp是传给被执行应用程序的环境变量。
留心看一下这6个函数还可以发现,前3个函数都是以execl开头的,后3个都是以execv开头的,它们的区别在于,execv开头的函数是以"char *argv[]"这样的形式传递命令行参数,而execl开头的函数采用了我们更容易习惯的方式,把参数一个一个列出来,然后以一个NULL表示结束。这里的NULL的作用和argv数组里的NULL作用是一样的。
在全部6个函数中,只有execle和execve使用了char *envp[]传递环境变量,其它的4个函数都没有这个参数,这并不意味着它们不传递环境变量,这4个函数将把默认的环境变量不做任何修改地传给被执行的应用程序。而execle和execve会用指定的环境变量去替代默认的那些。
还有2个以p结尾的函数execlp和execvp,咋看起来,它们和execl与execv的差别很小,事实也确是如此,除execlp和execvp之外的4个函数都要求,它们的第1个参数path必须是一个完整的路径,如"/bin/ls";而execlp和execvp的第1个参数file可以简单到仅仅是一个文件名,如"ls",这两个函数可以自动到环境变量PATH制定的目录里去寻找。
1.10.3 实战
知识介绍得差不多了,接下来我们看看实际的应用:
/* exec.c */ |
程序里调用了2个Linux常用的系统命令,echo和env。echo会把后面跟的命令行参数原封不动的打印出来,env用来列出所有环境变量。
由于各个子进程执行的顺序无法控制,所以有可能出现一个比较混乱的输出--各子进程打印的结果交杂在一起,而不是严格按照程序中列出的次序。
编译并运行:
$ cc exec.c -o exec |
果然不出所料,execle输出的结果跑到了execlp前面。
大家在平时的编程中,如果用到了exec函数族,一定记得要加错误判断语句。因为与其他系统调用比起来,exec很容易受伤,被执行文件的位置,权限等很多因素都能导致该调用的失败。最常见的错误是:
- 找不到文件或路径,此时errno被设置为ENOENT;
- 数组argv和envp忘记用NULL结束,此时errno被设置为EFAULT;
- 没有对要执行文件的运行权限,此时errno被设置为EACCES。
原文出自:http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/syscall/part3/index.html
exec函数族的作用与讲解的更多相关文章
- linux exec函数族
1.简介 在Linux中,并不存在exec()函数,exec指的是一组函数,一共有6个,分别是: #include <unistd.h> extern char **environ; ...
- Linux进程控制——exec函数族
原文:http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/07/23/2114854.html 1.简介 在Linux中,并不存在exec()函数,exec指的是 ...
- Linux系统编程——进程替换:exec 函数族
在 Windows 平台下,我们能够通过双击运行可运行程序,让这个可运行程序成为一个进程.而在 Linux 平台.我们能够通过 ./ 运行,让一个可运行程序成为一个进程. 可是.假设我们本来就执行着一 ...
- Linux进程理解与实践(三)进程终止函数和exec函数族的使用
进程的几种终止方式(Termination) (1)正常退出 从main函数返回[return] 调用exit 调用_exit或者_Exit 最后一个线程从其启动处返回 从最后一个线程调用pthrea ...
- exec函数族实例解析
exec函数族实例解析 fork()函数通过系统调用创建一个与原来进程(父进程)几乎完全相同的进程(子进程是父进程的副本,它将获得父进程数据空间.堆.栈等资源的副本.注意,子进程持有的是上述存储空间的 ...
- exec函数族,守护进程,线程同步和互斥
2015.3.2 进程和程序有三点不同:1,存在位置不同,程序:硬盘,磁盘.进程:内存2. 程序是静态的,进程是动态的 执行./a.out -->bash->bash程序调用fork()- ...
- Linux 环境下 fork 函数和 exec 函数族的使用
前言 接触 Linux 已经有几个月了,以前在网上看各路大神均表示 Windows 是最烂的开发平台,我总是不以为然,但是经过这段时间琢磨,确实觉得 Linux 开发给我带来不少的便利.下面总结一下学 ...
- Linux进程实践(3) --进程终止与exec函数族
进程的几种终止方式 (1)正常退出 从main函数返回[return] 调用exit 调用_exit/_Exit (2)异常退出 调用abort 产生SIGABOUT信号 由信号终止 Ctrl+ ...
- exec函数族
进程程序替换 进程程序替换原理 fork创建子进程执行的是和父进程相同的程序(也有可能是某个分支),通常fork出的子进程是为了完成父进程所分配的任务,所以子进程通常会调用一种exec函数(六种中的任 ...
随机推荐
- [No0000175]maven常用命令集合(收藏大全)
抽了点时间,整理了一些maven常用命令参数,以便参考:参考了maven官网和网上其他一些maven追随者的文件,不在此一一列举,但表示感谢! mvn命令参数 mvn -v, --version 显示 ...
- python与pip安装
# Install pip for 2.7 and then python 2.7 itself sudo apt install python-pip sudo apt install python ...
- iOS RSA非对称加密测试流程
非对称加密需要两把钥匙:公钥和秘钥. 单向加密:一般情况下服务器会持有秘钥和公钥,那该怎么使用呢?以注册场景为例,最初服务器持有公钥和密钥. 用户注册时不是直接发送用户名,密码,验证码等明文信息给服务 ...
- Dotnetbar中如何让LabelX自动换行
把LableX标签控件的WordWrap属性设置为true. https://zhidao.baidu.com/question/207858423.html 另外lable控件可以设置AutoSiz ...
- Page5:状态转移矩阵及性质、连续线性系统离散化及其性质[Linear System Theory]
内容包含脉冲响应矩阵和传递函数矩阵之间的关系,状态转移矩阵及性质,以及线性连续系统离散化及其性质
- React Native开源项目如何运行(转载)
学习任何技术,最快捷的方法就是学习完基础语法,然后模仿开源项目进行学习,React Native也不例外.React Native推出了1年多了, 开源项目太多了,我们以其中一个举例子.给大家演示下如 ...
- pip离线安装python包
1 首先在一台能上网的机器上得到python包 1) 新建一个空目录,如 /home/ubuntu/zcy/ss,用来存储下载下来的所需安装包 2)下载安装包:pip install --downlo ...
- LeetCode 771 Jewels and Stones 解题报告
题目要求 You're given strings J representing the types of stones that are jewels, and S representing the ...
- Struts2中.properties文件放置路径(classpath)
一.web应用的classpath简介 classpath路径,即WEB-INF下面的classes目录,所有src目录下面的java.xml.properties等文件编译后都会在此. Stru ...
- Python创建第一个django应用
在helloworld工程的基础上,我们准备创建第一个基于web的django应用,把这个应用名字命名为Guest 1.首先,是如何创建这个应用包,当然第一选择我们可以进入到cmd中,执行如下命令 ...