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進(jìn)程的程序替換

0.相關(guān)函數(shù)

1.先看現(xiàn)象

?2.解釋原理

3.將代碼改成多進(jìn)程版

?4.使用其它的替換函數(shù)，并且認(rèn)識(shí)函數(shù)參數(shù)的含義

5.其它

進(jìn)程的程序替換

0.相關(guān)函數(shù)

?關(guān)于進(jìn)程替換我們需要了解的6個(gè)函數(shù)：

函數(shù)解釋：

• 這些函數(shù)如果調(diào)用成功則加載新的程序從啟動(dòng)代碼開(kāi)始執(zhí)行,不再返回。
• 如果調(diào)用出錯(cuò)則返回-1
• 所以exec函數(shù)只有出錯(cuò)的返回值而沒(méi)有成功的返回值

命名理解：

• l(list) : 表示參數(shù)采用列表
• v(vector) : 參數(shù)用數(shù)組
• p(path) : 有p自動(dòng)搜索環(huán)境變量PATH
• e(env) : 表示自己維護(hù)環(huán)境變量

exec調(diào)用舉例如下:

int main()
{
	char* const argv[] = { "ps", "-ef", NULL };
	char* const envp[] = { "PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL };
	execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL);
	// 帶p的，可以使用環(huán)境變量PATH，無(wú)需寫(xiě)全路徑
	execlp("ps", "ps", "-ef", NULL);
	// 帶e的，需要自己組裝環(huán)境變量
	execle("ps", "ps", "-ef", NULL, envp);
	execv("/bin/ps", argv);
	// 帶p的，可以使用環(huán)境變量PATH，無(wú)需寫(xiě)全路徑
	execvp("ps", argv);
	// 帶e的，需要自己組裝環(huán)境變量
	execve("/bin/ps", argv, envp);
	exit(0);
}

??????

1.先看現(xiàn)象

先來(lái)看一段代碼：

運(yùn)行結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn)讓程序使用exec*函數(shù)，可以執(zhí)行起來(lái)新的程序

我們還發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行玩這條語(yǔ)句，后面的語(yǔ)句都不執(zhí)行了

?2.解釋原理

我們都知道，我們的可執(zhí)行程序運(yùn)行起來(lái)就變成了進(jìn)程。

創(chuàng)建進(jìn)程=創(chuàng)建內(nèi)核相關(guān)管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（task_struct，mm_struct，頁(yè)表）+代碼和數(shù)據(jù)。

????????內(nèi)存管理的數(shù)據(jù)，如代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧等，則包含了程序執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)和代碼。

????????當(dāng)我們談?wù)?span style="color:#fe2c24;">進(jìn)程替換時(shí)，實(shí)際上是指用一個(gè)新的程序來(lái)完全替代當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)存映像，也就是替換掉原有的代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧等內(nèi)存管理的數(shù)據(jù)。而CPU執(zhí)行的上下文，如程序計(jì)數(shù)器、寄存器和程序狀態(tài)字等，則會(huì)被新的程序所繼承。這樣，新的程序就可以從它的入口點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，就像它是一個(gè)全新的進(jìn)程一樣。（但他不是一個(gè)全新的程序，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程并沒(méi)有創(chuàng)建新的進(jìn)程，只是替換掉了原進(jìn)程的數(shù)據(jù)和代碼，依舊使用原來(lái)進(jìn)task_struct，mm_struct，頁(yè)表) 用老進(jìn)程的殼子執(zhí)行新的代碼和數(shù)據(jù)。（可以理解成被奪舍了）

? ? ? ??exec*函數(shù)族就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)程替換的系統(tǒng)調(diào)用。這些函數(shù)會(huì)根據(jù)指定的文件名找到可執(zhí)行的文件，并用它來(lái)替換當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)容。換句話說(shuō)，它們會(huì)在當(dāng)前進(jìn)程內(nèi)部執(zhí)行一個(gè)全新的可執(zhí)行文件。

?當(dāng)你調(diào)用一個(gè)exec*函數(shù)時(shí)，它會(huì)做以下幾件事情：

1. 查找并加載新的程序文件到內(nèi)存。
2. 清除當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)存映像，包括代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧等。
3. 將新的程序的代碼和數(shù)據(jù)加載到當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)存空間中。
4. 更新程序計(jì)數(shù)器，使其指向新程序的入口點(diǎn)。
5. 開(kāi)始執(zhí)行新程序。???????

????????值得注意的是，exec*函數(shù)執(zhí)行成功就不需要關(guān)心它的返回值了。這是因?yàn)檎{(diào)用進(jìn)程的實(shí)體，包括代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧等，都已被新的內(nèi)容所取代，只留下進(jìn)程ID等一些表面上的信息保持原樣。所以，一旦exec*函數(shù)執(zhí)行成功，當(dāng)前進(jìn)程就已經(jīng)被新的程序所替代，原有的程序已經(jīng)不再存在。（這就是為什么在上面執(zhí)行那段代碼的時(shí)候，程序最后沒(méi)有執(zhí)行printf("test .... end!\n");）

????????總的來(lái)說(shuō)，exec*函數(shù)族是Linux環(huán)境下實(shí)現(xiàn)進(jìn)程替換的重要工具。它們通過(guò)替換當(dāng)前進(jìn)程的內(nèi)存映像來(lái)執(zhí)行新的程序，使得我們可以在一個(gè)進(jìn)程中執(zhí)行不同的程序，從而實(shí)現(xiàn)程序的切換和執(zhí)行流程的改變。
?

3.將代碼改成多進(jìn)程版

????????我想進(jìn)行程序替換，但我不想影響我父進(jìn)程本身，這時(shí)候我們就可以把代碼改成多進(jìn)程版本，讓子進(jìn)程去進(jìn)行替換，父進(jìn)程進(jìn)行wait就行了。

代碼示例:

運(yùn)行結(jié)果：

?4.使用其它的替換函數(shù)，并且認(rèn)識(shí)函數(shù)參數(shù)的含義

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

path?: 我們要執(zhí)行程序，需要帶路徑（怎么找到程序，你得告訴我）（你想執(zhí)行誰(shuí)）

list列表：在命令中怎么執(zhí)行，就這么傳參（標(biāo)準(zhǔn)情況）（你想怎么執(zhí)行）

int execv(const char *path, char *const argv[])
path?:和上面的一樣

argv：是一個(gè)指針數(shù)組，直接把參數(shù)傳到數(shù)組里

用法：

int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
p：用戶可以不傳要執(zhí)行的文件路徑（但是要穿文件名），查找這個(gè)程序，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在環(huán)境變量PATH中進(jìn)行查找。

用法：

int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);
int execvpe(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
這里的e：表示環(huán)境變量（environment）

上面的程序替換，我們替換的都是系統(tǒng)命令，可不可以替換我們自己的程序呢？

這是我們?cè)贑語(yǔ)言程序調(diào)用C++程序的方式

我們?cè)贑++程序中寫(xiě)的

編譯c和c++程序運(yùn)行c程序：我們成功的替換了我們自己的程序

接著談環(huán)境變量。接上面代碼：這一次我們將環(huán)境變量給了execvpe函數(shù)

我們?cè)赾++程序中接收了，命令行參數(shù)表和環(huán)境變量表并將它們打印出來(lái)了：

編譯運(yùn)行看一下效果：

結(jié)論：我們平時(shí)自己運(yùn)行的程序，命令行參數(shù)和環(huán)境變量，是父進(jìn)程通過(guò)將自己的環(huán)境變量表和命令行參數(shù)表通過(guò)，execvpe函數(shù)傳遞來(lái)的。而我的父進(jìn)程本身就有一批環(huán)境變量??！從bash來(lái)。（我們是可以將bash的環(huán)境變量表直接傳給子進(jìn)程的，就不做演示了）。

5.其它

?????????事實(shí)上,只有execve是真正的系統(tǒng)調(diào)用,其它五個(gè)函數(shù)最終都調(diào)用 execve,所以execve在man手冊(cè) 第2節(jié),其它函數(shù)在man手冊(cè)第3節(jié)。這些函數(shù)之間的關(guān)系如下圖所示。

下圖exec函數(shù)族 一個(gè)完整的例子:

文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-861872.html

到了這里，關(guān)于Linux--進(jìn)程控制（2）--進(jìn)程的程序替換（奪舍）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！