【hello Linux】进程程序替换

news2025/1/24 17:42:33

目录

1. 程序替换的原因

2. 程序替换原理

3. 替换函数

4. 函数解释

5. 命名理解

6.简陋版shell的制作

补充：

Linux🌷

1. 程序替换的原因

进程自创建后只能执行该进程对应的程序代码，那么我们若想让该进程执行另一个“全新的程序”这

便要用到程序替换技术。

2. 程序替换原理

用 fork 创建子进程后执行的是和父进程相同的程序 ( 但有可能执行不同的代码分支 ), 子进程往往要调

用一种 exec 函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec 函数时 , 该进程的用户空间代码和数据完

全被新程序替换 , 从新程序的启动例程开始执行。调用exec 并不创建新进程 , 所以调用 exec 前后该进

程的 id 并未改变。

程序替换图解如下：

3. 替换函数

其实有六种以 exec 开头的函数 , 统称 exec 函数：都可以达到进程替换的目的。

#include <unistd.h>

//path：路径+文件名
//file：文件名
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[]);

4. 函数解释

这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行,不再返回；
如果调用出错则返回-1；
所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。

5. 命名理解

这些函数原型看起来很容易混 , 但只要掌握了规律就很好记。

l(list) : 表示参数采用列表；
v(vector) : 参数用数组；
p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH；
e(env) : 表示自己维护环境变量；

exec 调用举例如下 :

#include <unistd.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("/bin/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);

    exit(0);
}

事实上 , 只有 execve 是真正的系统调用 , 其它五个函数最终都调用 execve, 所以 execve 在 man 手册第

2 节 , 其它函数在man手册第 3 节。这些函数之间的关系如下图所示

6.简陋版shell的制作

#include <stdio.h>    
  #include <stdlib.h>    
  #include <string.h>    
  #include <sys/wait.h>    
      
  #define NUM 128    
  #define CMD_NUM 64    
      
  int main()    
  {    
    char command[NUM]={0};    
    for(;;)    
    {    
      printf("[renhaha@mini_shell mydir#]");    
      fflush(stdout);    
      
      fgets(command,NUM,stdin);    
      command[strlen(command)-1]='\0';    
      
      const char* sep=" ";    
      char* argv[CMD_NUM]={NULL};    
      argv[0]=strtok(command,sep);    
      int i=1;    
      while(argv[i]=strtok(NULL,sep))    
      {    
        i++;    
      }    
      
      if(strcmp(argv[0],"cd")==0)    
      {    
        if(argv[1]!=NULL)    
        chdir(argv[1]);    
      }                                                                                                                                                                                                         
      
      if(fork()==0)    
      {    
        execvp(argv[0],argv);    
        exit(1);    
      }    
      waitpid(-1,NULL,0);    
    }    
    return 0;    
  }