Основы программирования в Linux

  1 ? Ss 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/2 SN 0:00 oclock
 1465 pts/1 S 0:01 emacs Makefile
 1480 pts/1 S+ 0:00 ./system1
 1481 pts/1 R+ 0:00 ps ax
 Done.

Поскольку функция system применяет командную оболочку для запуска нужной программы, вы можете перевести ее в фоновый режим, заменив вызов функции в файле system1.с на следующий:

 system("ps ах &");

Когда вы откомпилируете и выполните эту версию программы, то получите следующий вывод:

 $ ./system2
 Running ps with system
  PID TTY STAT TIME COMMAND
  1 ? S 0:03 init [5]
  ...
 Done.
 $ 1274 pts/2 3+ 0:00 -bash
 1463 pts/2 SN 0:00 oclock
 1465 pts/1 S 0:01 emacs Makefile
 1484 pts/1 R 0:00 ps ax

Как это работает

В первом примере программа вызывает функцию system со строкой "ps ах", выполняющую программу ps. Когда команда ps завершается, вызов system возвращает управление программе. Функция system может быть очень полезной, но она тоже ограничена. Поскольку программа вынуждена ждать, пока не завершится процесс, начатый вызовом system, вы не можете продолжить выполнение других задач.

Во втором примере вызов функции system вернет управление программе, как только завершится команда командной оболочки. Поскольку это запрос на выполнение программы в фоновом режиме, командная оболочка вернет управление в программу, как только будет запущена программа ps, ровно то же, что произошло бы при вводе в строку приглашения командной оболочки команды

 $ ps ах &

Далее программа system2 выводит Done. и завершается до того, как у команды ps появится возможность отобразить до конца весь свой вывод. Вывод ps продолжает формироваться после завершения system2 и в этом случае не включает в список элемент, описывающий процесс system2. Такое поведение процесса может сильно сбить с толку пользователей. Для того чтобы умело применять процессы, вы должны лучше управлять их действиями. Давайте рассмотрим низкоуровневый интерфейс для создания процесса, exec.

Примечание

Вообще применение функции system — далеко не идеальный способ создания процессов, потому что запускаемая программа использует командную оболочку. Он неэффективен вдвойне: и потому что перед запуском программы запускается оболочка, и потому что сильно зависим от варианта установки командной оболочки и применяемого окружения. В следующем разделе вы увидите гораздо более удачный способ запуска программ, который почти всегда предпочтительней применения вызова system.

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 */