Linux программирование в примерах

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

Мы ссылаемся на эти функции как на «семейство exec». Функции с именем exec нет; вместо этого мы используем это имя для обозначения любой из перечисленных выше функций. Как и в случае с fork, «exec» используется на языке Unix и в качестве глагола, означающего исполнение (запуск) программы, и в качестве существительного.

9.1.4.1. Системный вызов execve

Простейшей для объяснения функцией является execve. Она является также лежащим в основе системным вызовом. Другие являются функциями-оболочками, как вскоре будет объяснено.

int execve(const char *filename, char *const argv[],
 char* const envp[]);

filename является именем программы для исполнения. Это может быть именем полного или относительного пути. Файл должен иметь формат исполняемого файла, который понимает ядро. Современные системы используют формат исполняемого файла ELF (Extensible Linking Format — открытый формат компоновки). GNU/Linux распознает ELF и несколько других форматов. С помощью execve можно исполнять интерпретируемые сценарии, если они используют особую первую строку с именем интерпретатора, начинающуюся с '#!'. (Сценарии, которые не начинаются с '#!', потерпят неудачу.) В разделе 1.1.3 «Исполняемые файлы» представлен пример использования '#!'. argv является стандартным списком аргументов С — массив символьных указателей на строки аргументов, включая значение для использования с argv[0] [90] , завершающийся указателем NULL.

90

См. 9.1.4.3 Имена программ и argv[0] — Примеч. науч. ред.

envp является окружением для использования новым процессом, с таким же форматом, как глобальная переменная environ (см. раздел 2.4 «Переменные окружения»). В новой программе это окружение становится начальным значением environ.

Программа не должна возвращаться из вызова exec. Если она возвращается, возникла проблема. Чаще всего либо не существует затребованная программа, либо она существует, но не является исполняемой (значения для errno ENOENT и EACCESS соответственно). Может быть множество других ошибок; см. справочную страницу execve(2).

В предположении, что вызов был успешным, текущее содержимое адресного пространства процесса сбрасывается. (Ядро сначала сохраняет в безопасном месте данные argv и envp.) Ядро загружает для новой программы исполняемый код вместе со всеми глобальными и статическими переменными. Затем ядро инициализирует переменные окружения переданными execve данными, а далее вызывает процедуру main новой программы с переданным функции execve массивом argv. Подсчитывается число аргументов и это значение передается main в argc.

К этому моменту новая программа запущена. Она не знает (и не может определить), какая программа была в процессе до нее. Обратите внимание, что ID процесса не меняется. Многие другие атрибуты при вызове exec сохраняются; вскоре мы рассмотрим это более подробно.

exec для процесса можно сравнить с ролями, которые играют в жизни люди. В различное время в течение дня один человек может быть родителем, супругом, другом, студентом или рабочим, покупателем в магазине и т.д. Это одна и та же личность, исполняющая различные роли. Также и процесс — его PID, открытые файлы, текущий каталог и т.п. — не изменяются, тогда как выполняемая работа - запущенная с помощью exec программа — может измениться.

9.1.4.2. Функции-оболочки: execl и др.

Пять дополнительных функций, действующих в качестве оболочек, предоставляют более удобные интерфейсы для execve. В первой группе все принимают список аргументов, каждый из которых передается в виде явного параметра функции:

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

Первый аргумент, path, является путем к исполняемому файлу. Последующие аргументы, начиная с arg, являются отдельными элементами, которые должны быть помещены в argv. Как и ранее, явным образом должен быть включен argv[0]. Вы должны в качестве последнего аргумента передать завершающий указатель NULL, чтобы execl смогла определить, где заканчивается список аргументов. Новая программа наследует любые переменные окружения, которые находятся в переменной environ.

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

Эта функция подобна execl, но она имитирует механизм поиска команд оболочки, разыскивая file в каждом каталоге, указанном в переменной окружения PATH. Если file содержит символ /, этот поиск не осуществляется. Если PATH в окружении не присутствует, execlp использует путь по умолчанию. В GNU/Linux по умолчанию используется ":/bin:/usr/bin", но в других системах может быть другое значение. (Обратите внимание, что ведущее двоеточие в PATH означает, что сначала поиск осуществляется в текущем каталоге.)

Более того, если файл найден и имеет право доступа на исполнение, но не может быть исполнен из-за того, что неизвестен его формат, execlp считает, что это сценарий оболочки и запускает оболочку с именем файла в качестве аргумента.

int execle(const char *path, const char *arg, ...,
 char *const envp[])

Эта функция также подобна execl, но принимает дополнительный аргумент, envp, который становится окружением новой программы. Как и в случае с execl, вы должны для завершения списка аргументов поместить перед envp указатель NULL.

Вторая группа функций-оболочек принимает массив в стиле argv:

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

Эта функция подобна execve, но новая программа наследует любое окружение, которое находится в переменной environ текущей программы.

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

Эта функция подобна execv, но она осуществляет такой же поиск в PATH, как и функция execlp. Она также переходит на исполнение сценария оболочки, если найденный файл не может быть исполнен непосредственно.

В табл. 9.1 подведены итоги для шести функций exec.

Таблица 9.1. Сводка семейства функций exec по алфавиту

Функция	Поиск пути	Окружение пользователя	Назначение
execl		√	Исполняет список аргументов.
execle			Исполняет список аргументов с окружением.
execlp	√	√	Исполняет список аргументов с поиском пути
execv		√	Исполняет с argv
execve			Исполняет с argv и окружением (системный вызов).
execvp	√	√	Исполняет с argv и с поиском пути

Функций execlp и execvp лучше избегать, если вы не знаете, что переменная окружения PATH содержит приемлемый список каталогов.