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内核设计与实现43页; 执行了3次ps -f ,ps -f的父进程的ID(PPID)都是一样的,即bash.
实际上Linux上这个bash就是不断的复制自身,然后把复制出来的用exec替换成想要执行的程序(比如ps);
运行ps,发现ps是bash的一个子进程;原因就是bash把自己复制一份,然后替换成ps;…1.进程创建
内核设计与实现43页; 执行了3次ps -f ,ps -f的父进程的ID(PPID)都是一样的,即bash.
实际上Linux上这个bash就是不断的复制自身,然后把复制出来的用exec替换成想要执行的程序(比如ps);
运行ps,发现ps是bash的一个子进程;原因就是bash把自己复制一份,然后替换成ps; 替换,这里就体现了写时拷贝的意义,如果全部都要替换,那么最开始的复制是没有意义的; 注意,用了写时拷贝就只复制了几个页表的映射,内容还没有复制,然后执行了替换exec. 在Linux新的进程的产生过程(进程创建):
fork:复制进程exec系列:将当前进程替换为另外一个进程.
2.进程替换exec系列介绍
ececl,execlp,execle,execv,execvp //库函数
execve //系统调用
例1:execl
which ps #include stdio.h #include stdlib.h #include unistd.h int main() { printf(main pid%d\n,getpid()); execl(/usr/bin/ps,ps,-f,(char *)0); exit(0); } 注意,就是原来的程序换成了ps程序,但是PCB没有改变,但是PCB里面的有些值被修改了,比如pcb中程序的名字换成了新进程的名字;
思考1,新的进程从哪里执行呢?
新的进程从主函数的第一行开始执行,也就是ps程序的主函数的第一行代码开始执行,这个和fork方法不一样,fork返回以后,从fork所在位置开始执行; 所以可以直接在execl下面打印一个失败,如果成功就根本不会执行到这里; printf(execl error\n); 思考2:如果将execl里面的第二个参数改为abc,程序还能否执行?
可以正常执行,只是程序命令改为了abc; execl(/usr/bin/ps,abc,-f,(char *)0); 思考3:如果将execl里面的第一个参数改为abc,程序还能否执行?
只要execl第一个参数不出错,第一个参数如果出错了,你就找不到这个程序了; 那么就运行不成功了;比如: execl(/usr/bin/abc,ps,-f,(char *)0); 一定要在exec替换函数之后写: printf(exec error!\n); 失败了才运行到这一句.
例2:execlp execlp(ps,ps,-f,(char *)0); 只给文件名,不需要给文件路径,因为它可以去环境变量PATH所指的位置去搜索;
注意,第一句,虽然有两个ps,但是不能省,第一个代表我们启动的是ps(去环境变量下搜索),第二个代表的是替换的程序也就是新程序的名字;
例3:execle
和execl一样的参数,只是多了最后一个环境变量. //int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) execle(/usr/bin/ps,ps,-f,(char *)0,envp); 思考:如何使用自己的环境变量呢?
例4:execv //int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) char *myargv[]{ps,-f,0}; execv(/usr/bin/ps,myargv); 例5:execvp
第一个参数只要文件名,不要路径; //int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) char *myargv[]{ps,-f,0}; execvp(ps,myargv); 看帮助手册,execvpe是GNU的扩展,不通用,所以我们这里不做介绍.
例6:execve int execve(const char * path, char* const argv[],char* const envp[]); //系统调用 代码如下: //int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) char *myargv[]{ps,-f,0}; execve(/usr/bin/ps,myargv,envp); 3.总结: //pathname:新替换的程序的路径名字 //arg :传给新程序主函数的第一个参数一般为程序的名字 //arg 后面是剩余参数列表参数个数可变必须以空指针作为最后一个参数 int execl(const char* pathname, const char * arg,...); int execlp(const char* file, const char * arg,...); int execle(const char* pathname, const char * arg,...,char* const envp[]); int execv(const char * pathname, char* const argv[]); int execvp(const char * file, char* const argv[]); int execve(const char * pathname, char* const argv[],char* const envp[]); //系统调用 //前五个是库函数,最后一个是系统调用,所以本质上上面5个都是通过第六个系统调用实现的 也就是说,上面5个都是调用的execve,不过都是把参数放进数组,然后把数组传递给这个系统调用execve; 也就是说,这些方法没有本质区别; 也就是说,本质上只有一个替换方法,就是execve; 注意,写一个(char *)NULL也是可以的; 助记: l(list) 参数地址列表,以空指针结尾 v(vector) 存放各个参数地址的指针数组的地址 p(path) 按PATH环境变量指定的目录搜索可执行文件 e(enviroment) 存放环境变量字符地址的指针数组的地址 4.环境变量也可以自己添加 #include stdio.h #include stdlib.h #include unistd.h #include assert.h #include assert.h int main() { //存放传给新程序主函数的参数 char * myargv[]{ps,-f,(char *)0}; //存放传给新程序主函数的环境变量 char *myenvp[]{MYSTRhello,VAL100,(char *)0}; printf(main pid%d\n,getpid()); //excel执行成功不返回,失败返回错误码 execve(/bin/ps,myargv,myenvp); perror(execve error\n); exit(0); } 5.进程替换的应用
写一个程序main.c,运行起来之后替换执行test程序(test打印参数内容) //test.c #include stdio.h #include stdlib.h #include unistd.h int main(int argc,char *argv[]) { printf(test start and test_pid%d\n,getpid()); int i0; for(;iargc;i) { printf(argv[%d]%s\n,i,argv[i]); } printf(test end\n); exit(0); } //main.c #include stdio.h #include stdlib.h #include unistd.h int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) { printf(main start and mainpid%d\n,getpid()); execl(./test,./test,a,b,c,(char *)0); perror(execl error);执行结果如下: printf(main end\n);//执行了之后替换了程序,这一句不会被执行到; exit(0); } 6.进程创建示例
1).创建ps命令-execl的使用(结合fork 1)
exec系列单独是能使用的,但是没有多大意义.通常我们会结合fork一起使用;
forkexec()是Linux上创建新进程的方式; #includestdio.h #includestdlib.h #includeunistd.h #includeassert.h #includewait.h int main() { printf(main pid%d,ppid%d\n,getpid(),getppid()); pid_t pidfork(); assert(pid!-1); if(pid0) { printf(child pid%d,ppid%d\n,getpid(),getppid()); // execl(/bin/ps,-f,(char *)0);//省略了ps也对,但是最好写成上面的; execl(/usr/bin/ps,ps,-f,NULL); printf(execl error); exit(0); } wait(NULL); exit(0); } 比如我们在子进程退出前: printf(child end!\n); 我们发现执行不到这一句,因为去执行ps去了,然后从ps退出进程了,除非execl执行失败.
2.fork和exec联合使用创建一个全新的进程(结合 fork2 )
当前主程序main通过fork复制产生一个子进程,子进程用新程序newmain替换自身; (newmain:打印参数内容和环境变量) //main.c #include stdio.h #include stdlib.h #include unistd.h #include assert.h #include wait.h int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) { printf(main pid%d\n,getpid()); pid_t pidfork(); assert(pid!-1); if(pid0) { char *myargv[]{newmain,hello,abc,123,(char *)0}; //char *myenvp[]{MYSTRhello,VAL100,(char *)0}; execve(./newmain,myargv,envp); perror(execl error); exit(0); } wait(NULL); printf(main over\n); exit(0); } //newmain.c #include stdio.h #include stdlib.h #include unistd.h int main(int argc,char *argv[],char *envp[]) { printf(newmain pid%d\n,getpid()); int i0; printf(argc%d\n,argc); for(;iargc;i) { printf(argv[%d]%s\n,i,argv[i]); } for(i0;envp[i]!NULL;i) { printf(envp[%d]%s\n,i,envp[i]); } exit(0); }
