Программирование для Linux. Профессиональный подход

Ниже приведено несколько первых и последних строк, выдаваемых этой командой в нашей системе:

% ps -e -о pid,ppid,command
PID PPID COMMAND
 1 0 init [5]
 2 1 [kflushd]
 3 1 [kupdate]
...
21725 21693 xterm
21727 21725 bash
21728 21727 ps -e -o pid,ppid,command

Заметьте: родительский идентификатор команды ps, 21727, соответствует интерпретатору bash, из которого была вызвана команда. В свою очередь, родительский идентификатор интерпретатора, 21725, принадлежит программе xterm — эмулятору терминала, в котором выполняется интерпретатор.

3.1.3. Уничтожение процесса

Для уничтожения процесса предназначена команда kill. Ей достаточно указать идентификатор требуемого процесса.

Команда kill посылает процессу сигнал SIGTERM, являющийся запросом на завершение. [10] По умолчанию, если в программе отсутствует обработчик данного сигнала, процесс просто завершает свою работу. О сигналах речь пойдет в разделе 3.3, "Сигналы".

3.2. Создание процессов

Существуют два способа создания процессов. Первый из них относительно прост, но применяется редко, поскольку неэффективен и связан со значительным риском для безопасности системы. Второй способ сложнее, но избавлен от недостатков первого.

10

Команда kill позволяет посылать процессам и другие сигналы. Об этом рассказывается в разделе 3.4, "Завершение процесса".

3.2.1. Функция system

Функция system определена в стандартной библиотеке языка С и позволяет вызывать из программы системную команду, как если бы она была набрана в командной строке. По сути, эта функция запускает стандартный интерпретатор Bourne shell (/bin/sh) и передает ему команду на выполнение. Например, программа, представленная в листинге 3.2, вызывает команду ls -l /, отображающую содержимое корневого каталога.

Листинг 3.2. (system.c) Использование функции system

#include <stdlib.h>

int main {
 int return_value;
 return_value = system("ls -l /");
 return return_value;
}

Функция system возвращает код завершения указанной команды. Если интерпретатор не может быть запущен, возвращается значение 127, а в случае возникновения других ошибок — -1.

Поскольку функция system запускает интерпретатор команд, она подвержена всем тем ограничениям безопасности, что и системный интерпретатор. Рассчитывать на наличие какой-то конкретной версии Bourne shell не приходится. В большинстве UNIX-систем программа /bin/sh представляет собой символическую ссылку на другой интерпретатор. В Linux — это bash (Bourne-Again SHell), причем в разных дистрибутивах присутствуют разные его версии. Вызов из функции system программы с привилегиями пользователя root также может иметь неодинаковые последствия в разных системах. Таким образом, лучше создавать процессы с помощью функций fork и exec.

3.2.2. Функции fork и exec

В DOS и Windows API имеется семейство функций spawn. Они принимают в качестве аргумента имя программы, создают новый экземпляр ее процесса и запускают его. В Linux нет функции, которая делала бы все это за один заход. Вместо этого имеется функция fork, создающая дочерний процесс, который является точной копией родительского процесса, и семейство функций exec, заставляющих требуемый процесс перестать быть экземпляром одной программы и превратиться в экземпляр другой программы. Чтобы создать новый процесс, нужно сначала с помощью функции fork создать копню текущего процесса, а затем с помощью функции exec преобразовать одну из копий в экземпляр запускаемой программы.

Вызов функции fork

Вызывая функцию fork, программа создает свой дубликат, называемый дочерним процессом. Родительский процесс продолжает выполнять программу с той точки, где была вызвана функция fork. То же самое делает и дочерний процесс.

Как же различить между собой оба процесса? Во-первых, дочерний процесс — это новый, только что появившийся в системе процесс, поэтому его идентификатор отличается от идентификатора родительского процесса. Таким образом, программа может вызвать функцию getpid и узнать, где именно она находится. Но сама функция fork реализует другой способ: она возвращает разные значения в родительском и дочернем процессах. Родительский процесс получает идентификатор своего потомка, а дочернему процессу возвращается 0. В системе нет процессов с нулевым идентификатором, так что программа легко разбирается в ситуации.

В листинге 3.3 приведен пример ветвления программы с помощью функции fork. Учтите, что первая часть инструкции if выполняется только в родительском процессе, тогда как ветвь else — только в дочернем.

Листинг 3.3. (fork.c) Ветвление программы с помощью функции fork

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main {
 pid_t child_pid;
 printf("The main program process ID is %d\n",
 (int)getpid);

 child_pid = fork;
 if (child_pid != 0) {
 printf("This is the parent process, with ID %d\n",
 (int)getpid);
 printf("The child's process ID is %d\n", (int)child_pid);
 } else
 printf("This is the child process, with ID %d\n",
 (int)getpid);
 return 0;
}

Семейство функций exec

Функции семейства exec заменяют программу, выполняющуюся в текущем процессе, другой программой. Когда программа вызывает функцию exec, ее выполнение немедленно прекращается и начинает работу новая программа.

Функции, входящие в семейство exec, немного отличаются друг от друга по своим возможностям и способу вызова.

■ Функции, в названии которых присутствует суффикс 'p' (execvp и execlp), принимают в качестве аргумента имя программы и ищут эту программу в каталогах, определяемых переменном среды PATH. Всем остальным функциям нужно передавать полное путевое имя программы.

■ Функции, в названии которых присутствует суффикс 'v' (execv, execvp и execve), принимают список аргументов программы в виде массива строковых указателей, оканчивающегося NULL– указателем. Функции с суффиксом 'l' (execl, execlp и execle) принимают список аргументов переменного размера.

■ Функции, в названии которых присутствует суффикс 'e' (execve и execle), в качестве дополнительного аргумента принимают массив переменных среды. Этот массив содержит строковые указатели и оканчивается пустым указателем. Каждая строка должна иметь вид "ПЕРЕМЕННАЯ=значение".

Поскольку функция exec заменяет одну программу другой, она никогда не возвращает значение — только если вызов программы оказался невозможен в случае ошибки.