Программирование для Linux. Профессиональный подход

Самьюэл Алекс

#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.

Список аргументов, передаваемых программе, аналогичен аргументам командной строки, указываемым при запуске программы в интерактивном режиме. Их тоже можно получить с помощью параметров

argc

и

argv

функции

main

. Не забывайте, когда программу запускает интерпретатор команд, первый элемент массива argv будет содержать имя программы, а далее будут находиться переданные программе аргументы. Аналогичным образом следует поступить, формируя список аргументов для функции

exec

.

Совместное использование функций fork и exec

Стандартная методика запуска одной программы из другой такова: сначала с помощью функции

fork

создается дочерний процесс, затем в нем вызывается функция

exec

. Это позволяет главной программе продолжать выполнение в родительском процессе.

Программа, показанная в листинге 3.4, отображает содержимое корневого каталога с помощью команды

ls

, как и программа в листинге 3.2. Но на этот раз команда

ls

вызывается не из интерпретатора, а напрямую; ей передаются аргументы

– l

и

/

.