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Linux系统学习——exec族函数、system函数、popen函数学习

newbe • • 操作系统 • 阅读 230

导读：本篇文章讲解 Linux系统学习——exec族函数、system函数、popen函数学习，希望对大家有帮助，欢迎收藏，转发！站点地址：www.bmabk.com

Linux系统学习——exec族、system、popen篇

一、exec族解析

1.头文件：

#include <unistd.h>

2.exec族函数的作用：

我们用fork函数创建新进程后，经常会在新进程中调用exec函数去执行另外一个程序。
当进程调用exec函数时，该进程被完全替换为新程序。
因为调用exec函数并不创建新进程，所以前后进程的ID并没有改变

3.函数原型：

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

int execlp(const char *file, const char *arg, ...);

int execv(const char *path, char *const argv[]);

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

参数说明：
path：可执行文件的路径名字 

arg：可执行程序所带的参数，第一个参数为可执行文件名字，没有带路径且arg必须以NULL结束 

file：如果参数file中包含/，则就将其视为路径名，否则就按 PATH环境变量，在它所指定的各目录中搜寻可执行文件

返回值： 
exec函数族的函数执行成功后不会返回，调用失败时，会设置errno并返回-1，然后从原程序的调用点接着往下执行。

exec族函数参数极难记忆和分辨，函数名中的字符会给我们一些帮助： 
l : 使用参数列表 
p：使用文件名，并从PATH环境进行寻找可执行文件 
v：应先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组的地址作为这些函数的参数
e：多了envp[]数组，使用新的环境变量代替调用进程的环境变量

（1）execl函数解析：

以文件echoarg为例：

文件echoarg.c

  1 #include <stdio.h>
  2 
  3 int main(int argc,char *argv[])
  4 {
  5     int i = 0;
  6     for(i = 0; i < argc; i++)
  7     {
  8         printf("argv[%d]: %s\n",i,argv[i]);
  9     }
 10     return 0;
 11 }

jc11.c（execl第一个参数路径不同与jc12.c对比）

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 //函数原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
  5 
  6 int main(void)
  7 {
  8          printf("before execl\n");
  9 		//如果execl执行成功，就不会执行execl以下的全部语句
 10         if(execl("./bin/echoarg","echoarg","abc",NULL) == -1) //以当前目录下bin文件夹下echoarg文件打开
 11          {
 12                 printf("execl failed!\n"); 
 13 
 14                 perror("Why failed"); 	//打印错误
 15 
 16         }
 17 
 18         printf("after execl\n"); //如果execl执行成功，就不会执行execl以下的全部语句
 19 
 20         return 0;
 21 }

jc11.c运行结果：

在这里插入图片描述

jc12.c（echoarg在当前目录正确路径下演示）

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 //函数原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
  5 
  6 int main(void)
  7 {
  8          printf("before execl\n");
  9 
 10         if(execl("./echoarg","echoarg","abc",NULL) == -1) 	//打开当前目录下echoarg文件
 11          {
 12                 printf("execl failed!\n");
 13 
 14                 perror("Why failed");  	//打印错误原因
 15 
 16         }
 17 
 18         printf("after execl\n");   如果execl执行成功，就不会执行execl以下的全部语句
 19 
 20         return 0;
 21 }

jc12.c运行结果：

在这里插入图片描述

原理：

  1. 我们先用gcc编译echoarg.c，生成可执行文件echoarg并放在当前路径 ./ 目录下(而不是bin目录)

  2. 文件echoarg的作用是打印命令行参数。然后再编译 jc12.c 并执行 jc12.c可执行文件

  3. 用execl 找到并执行echoarg，将当前进程main替换掉，所以”after execl” 没有在终端被打印出来。

(2)execlp函数解析：

1.与execl函数对比：

execl函数下

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 //函数原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
  5 
  6 int main(void)
  7 {
  8          printf("before execl\n");
  9 
 10         if(execl("ps","ps",NULL,NULL) == -1) //执行ps命令查看进程
 11          {
 12                 printf("execl failed!\n");
 13 
 14                 perror("Why failed");
 15 
 16         }
 17 
 18         printf("after execl\n");
 19 
 20         return 0;
 21 }

结果演示：

在这里插入图片描述
上面这个例子因为参数没有带路径，所以execl找不到可执行文件。
下面再看一个例子对比一下：

使用execlp函数

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 //函数原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
  5 
  6 int main(void)
  7 {
  8          printf("before execl\n");
  9 
 10         if(execlp("ps","ps",NULL,NULL) == -1)
 11          {
 12                 printf("execl failed!\n");
 13 
 14                 perror("Why failed");
 15 
 16         }
 17 
 18         printf("after execl\n");
 19 
 20         return 0;
 21 }

结果演示：
在这里插入图片描述

总结：

（1）execlp可以在参数中不用具体的路径，也可以找到可执行文件并执行该指令，反之execl需要指定具体的文件路径的位置（如./ ），这样execl才能找到可执行文件

（2）可以看出，上面的exaclp函数带p，所以能通过环境变量PATH查找到可执行文件ps

（3）execl需要在第一个参数打上该文件的路径，而execlp则可以根据环境变量，直接打名字访问

补充：

环境路径查找 ： 使用pwd
环境变量查询 ： 使用 $PATH
环境变量的添加 ： export PATH=$PATH : （你想加的路径）

带 v 不带 l 的一类exec函数，包括execv、execvp、execve，应先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组的地址作为这些函数的参数。 如char *arg[]这种形式，且arg最后一个元素必须是NULL，例如 char *arg[] = {“ls”,”-l”,NULL};

（3）execv函数解析：

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 
  5 int main(void)
  6 {
  7          printf("before execl\n");
  8          
  9         char *argv[] = {"ps",NULL,NULL};
 10         if(execv("/bin/ps",argv) == -1)  //需要添加路径来找到执行文件
 11          {
 12                 printf("execl failed!\n");
 13                 
 14                 perror("Why failed");
 15                 
 16         }
 17         
 18         printf("after execl\n");
 19         
 20         return 0;
 21 }

结果展示：
在这里插入图片描述

（4）execvp函数

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 
  5 int main(void)
  6 {
  7          printf("before execl\n");
  8          
  9         char *argv[] = {"ps",NULL,NULL};
 10         if(execvp("ps",argv) == -1) //根据环境变量直接执行
 11          {
 12                 printf("execl failed!\n");
 13                 
 14                 perror("Why failed");
 15                 
 16         }
 17         
 18         printf("after execl\n");
 19         
 20         return 0;
 21 }

结果展示：
在这里插入图片描述

execv和execvp对比：

1.execv需要添加指令的具体路径，而execvp则可以直接根据环境变量设置中直接进行访问指令
2.两者在设定中都要以NULL空指针为结尾

exec函数中可以添加perror来获取运行失败的调试信息

exec函数调用执行成功后，都不会继续往下执行代码

二、system函数

（1）概念

在这里插入图片描述

（2）使用system

简单粗暴修改：
在这里插入图片描述

  1 #include<stdio.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <unistd.h>
  4 #include<sys/stat.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<unistd.h>
  7 #include<string.h>
  8 #include<stdlib.h>
  9 
 10 int main()
 11 {
 12         pid_t pid;
 13 
 14         int data;
 15         while(1)
 16         {
 17                 printf("Please input you data :\n");
 18                 scanf("%d",&data);
 19 
 20                 if(data == 1)
 21                 {
 22                         pid = fork();
 23 
 24                         if(pid>0)
 25                         {
 26                                 wait(NULL);
 27                         }
 28 
 29                         if(pid == 0)
 30                         {
 31                 //              execl("changeData","changeData","config.txt",NULL);
 32                                 system("./changeData config.txt");
 33                                 exit(0);
 34 
 35                         }
 36                 }
 37                 else
 38                 {
 39                         printf("wait do nothing\n");
 40                 }
 41         }
 42 
 43         return 0;
 44 }

在这里插入图片描述
2.
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

可以通过sh –c +你输入的指令名，来获取提示信息。

三、popen函数

popen函数解析：

函数原型：

#include “stdio.h”
FILE popen( const char command, const char* mode )

参数说明：

  • command： 是一个指向以 NULL 结束的 shell 命令字符串的指针。这行命令将被传到 bin/sh 并使用 -c
    标志，shell 将执行这个命令。
  • mode： 只能是读或者写中的一种，得到的返回值（标准 I/O 流）也具有和 type 相应的只读或只写类型。如果 type 是 “r” 则文件指针连接到 command 的标准输出；如果 type 是 “w” 则文件指针连接到 command 的标准输入。

返回值：

如果调用成功，则返回一个读或者打开文件的指针，如果失败，返回NULL，具体错误要根据errno判断

代码演示：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

结论：

popen和system相比，popen可以将指令输出的结果打印出来，而system却不能。

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