Книга: Основы программирования в Linux

Замена образа процесса

Замена образа процесса

Существует целое семейство родственных функций, сгруппированных под заголовком exec. Они отличаются способом запуска процессов и представлением аргументов программы. Функция exec замещает текущий процесс новым, заданным в аргументе path или file. Функции exec можно применять для передачи выполнения вашей программы другой программе. Например, перед запуском другого приложения с политикой ограниченного применения вы можете проверить имя пользователя и пароль. Функции exec более эффективны по сравнению с system, т.к. исходная программа больше не будет выполняться после запуска новой программы.

#include <unistd.h>
char **environ;
int execl(const char *path, const char *arg0, ..., (char *)0);
int execlp(const char *file, const char *arg0, ..., (char *)0);
int execle(const char *path, const char *arg0, ..., (char *)0,
 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[]);

Эти функции делятся на два вида. execl, execlp и execle принимают переменное число аргументов, заканчивающихся указателем null. У execv и execvp второй аргумент — массив строк. В обоих случаях новая программа стартует с заданными аргументами, представленными в массиве argv, передаваемом функции main.

Эти функции реализованы, как правило, с использованием execve, хотя нет обязательных требований на этот счет.

Функции, имена которых содержат суффикс p, отличаются тем, что ищут переменную окружения PATH для определения исполняемого файла новой программы. Если эта переменная не позволяет найти нужный файл, необходимо передать функции как параметр абсолютное имя файла, включающее каталоги.

Передать значение окружению программы может глобальная переменная environ. Другой вариант — дополнительный аргумент в функциях execle и execve, способный передавать строки, используемые как окружение новой программы.

Если вы хотите применить функцию exec для запуска программы ps, можно выбирать любую функцию из семейства exec, как показано в вызовах приведенного далее фрагмента программного кода:

#include <unistd.h>
/* Пример списка аргументов */
/* Учтите, что для argv[0] необходимо имя программы */
char *const ps_argv[] = {"ps", "ax", 0};
/* He слишком полезный пример окружения */
char *const ps_envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", 0};
/* Возможные вызовы функций exec */
execl("/bin/ps", "ps", "ax", 0);
/* предполагается, что ps в /bin */
execlp("ps", "ps", "ax", 0);
/* предполагается, что /bin в PATH */
execle("/bin/ps", "ps", "ax", 0, ps_envp);
/* передается свое окружение */
execv("/bin/ps", ps_argv);
execvp("ps", ps_argv);
execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp);

А теперь выполните упражнение 11.2.

Давайте изменим пример и используем вызов execlp:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
 printf("Running ps with execlpn");
 execlp("ps", "ps", "ax", 0);
 printf("Done.n");
 exit(0);
}

Когда вы выполните эту программу, рехес.с, то получите обычный вывод команды ps, но без сообщения Done. Кроме того, обратите внимание на то, что в выводе нет процесса с именем рехес:

$ ./рехес
Running ps with execlp
 PID TTY   STAT TIME COMMAND
1    ?     S    0:03 init [5]
...
1262 pts/1 Ss   0:00 /bin/bash
1273 pts/2 S    0:00 su -
1274 pts/2 S+   0:00 -bash
1463 pts/1 SN   0:00 oclock
1465 pts/1 S    0:01 emacs Makefile
1514 pts/1 R+   0:00 ps ax

Как это работает

Программа выводит первое сообщение и затем вызывает функцию execlp, которая ищет каталоги, заданные в переменной окружения PATH для обнаружения программы ps. Далее она выполняет команду вместо программы рехес, запустив ее так, как будто вы ввели команду командной оболочки

$ ps ax

Когда ps завершается, вы получаете новую строку приглашения командной оболочки. Возврата в программу рехес не происходит, поэтому второе сообщение не выводится. PID нового процесса тот же, что и у исходного, то же самое можно сказать о PID родительского процесса и значении nice. В сущности, происходит следующее: выполняющаяся программа запустила на выполнение новый код и новый исполняемый файл, заданный в вызове функции exec.

Существует ограничение для общего размера списка аргументов и окружения процесса, запускаемого функциями exec. Оно задается в переменной ARG_MAX и в системах Linux равно 128 Кбайт. В других системах может задаваться меньший предельный размер, что способно порождать проблемы. Стандарт POSIX гласит, что ARG_MAX должна быть не менее 4096 байтов.

Функции exec, как правило, не возвращаются в программу до тех пор, пока не возникла ошибка, в этом случае задается переменная errno и функция exec возвращает -1.

Новые процессы, запущенные exec, наследуют многие свойства исходного процесса. В частности, открытые файловые дескрипторы остаются открытыми в новом процессе, пока не установлен их флаг FD_CLOEXEC (close on exec) (подробную информацию см. в описании системного вызова fcntl в главе 3). Любые открытые в исходном процессе потоки каталогов закрываются.

Оглавление книги