linux-exec

简介: linux exec的用法 说是exec系统调用,实际上在Linux中,并不存在一个exec()的函数形式,exec指的是一组函数,一共有6个,分别是: #include <unistd.h> extern char **environ; int execl(const char *path, const char *arg, ...); int execlp(con

linux exec的用法

说是exec系统调用,实际上在Linux中,并不存在一个exec()的函数形式,exec指的是一组函数,一共有6个,分别是:

#include <unistd.h>


extern char **environ;

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

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

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

其中只有execve是真正意义上的系统调用,其它都是在此基础上经过包装的库函数


exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件,并用它来取代调用进程的内容,换句话说,就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件,也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。


与一般情况不同,exec函数族的函数执行成功后不会返回,因为调用进程的实体,包括代码段,数据段和堆栈等都已经被新的内容取代,只留下进程ID等一些表面上的信息仍保持原样,颇有些神似"三十六计"中的"金蝉脱壳"。看上去还是旧的躯壳,却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了,它们才会返回一个-1,从原程序的调用点接着往下执行。

现在我们应该明白了,Linux下是如何执行新程序的,每当有进程认为自己不能为系统和拥护做出任何贡献了,他就可以发挥最后一点余热,调用任何一个exec,让自己以新的面貌重生;或者,更普遍的情况是,如果一个进程想执行另一个程序,它就可以fork出一个新进程,然后调用任何一个exec,这样看起来就好像通过执行应用程序而产生了一个新进程一样。


事实上第二种情况被应用得如此普遍,以至于Linux专门为其作了优化,我们已经知道,fork会将调用进程的所有内容原封不动的拷贝到新产生的子进程中去,这些拷贝的动作很消耗时间,而如果fork完之后我们马上就调用exec,这些辛辛苦苦拷贝来的东西又会被立刻抹掉,这看起来非常不划算,于是人们设计了一种"写时拷贝(copy-on-write)"技术,使得fork结束后并不立刻复制父进程的内容,而是到了真正实用的时候才复制,这样如果下一条语句是exec,它就不会白白作无用功了,也就提高了效率。


返回值
如果执行成功则函数不会返回,执行失败则直接返回-1,失败原因存于errno 中。

大家在平时的编程中,如果用到了exec函数族,一定记得要加错误判断语句。因为与其他系统调用比起来,exec很容易受伤,被执行文件的位置,权限等很多因素都能导致该调用的失败。最常见的错误是:
1.找不到文件或路径,此时errno被设置为ENOENT;
2.数组argv和envp忘记用NULL结束,此时errno被设置为EFAULT;
3.没有对要执行文件的运行权限,此时errno被设置为EACCES。


l表示以参数列表的形式调用

v表示以参数数组的方式调用

e表示可传递环境变量

p表示PATH中搜索执行的文件,如果给出的不是绝对路径就会去PATH搜索相应名字的文件,如PATH没有设置,则会默认在/bin,/usr/bin下搜索。

另:调用时参数必须以NULL结束。原进程打开的文件描述符是不会在exec中关闭的,除非用fcntl设置它们的“执行时关闭标志(close on exec)”而原进程打开的目录流都将在新进程中关闭。

例子:

#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
char *envp[]={"PATH=/tmp", "USER=lei", "STATUS=testing", NULL};
char *argv_execv[]={"echo", "excuted by execv", NULL};
char *argv_execvp[]={"echo", "executed by execvp", NULL};
char *argv_execve[]={"env", NULL};
if(fork()==0) {
if(execl("/bin/echo", "echo", "executed by execl", NULL)<0)
perror("Err on execl");
}
if(fork()==0) {
if(execlp("echo", "echo", "executed by execlp", NULL)<0)
perror("Err on execlp");
}
if(fork()==0) {
if(execle("/usr/bin/env", "env", NULL, envp)<0)
perror("Err on execle");
}
if(fork()==0) {
if(execv("/bin/echo", argv_execv)<0)
perror("Err on execv");
}
if(fork()==0) {
if(execvp("echo", argv_execvp)<0)
perror("Err on execvp");
}
if(fork()==0) {
if(execve("/usr/bin/env", argv_execve, envp)<0)
perror("Err on execve");
}
}

=================================================================================================================

=================================================================================================================================

shell的内建命令exec将并不启动新的shell,而是用要被执行命令替换当前的shell进程,并且将老进程的环境清理掉,而且exec命令后的其它命令将不再执行。
因此,如果你在一个shell里面,执行exec ls那么,当列出了当前目录后,这个shell就自己退出了,因为这个shell进程已被替换为仅仅执行ls命令的一个进程,执行结束自然也就退出了。

为了避免这个影响我们的使用,一般将exec命令放到一个shell脚本里面,用主脚本调用这个脚本,调用点处可以用bash a.sh,(a.sh就是存放该命令的脚本),这样会为a.sh建立一个sub

shell去执行,当执行到exec后,该子脚本进程就被替换成了相应的exec的命令。
source命令或者".",不会为脚本新建shell,而只是将脚本包含的命令在当前shell执行。
不过,要注意一个例外,当exec命令来对文件描述符操作的时候,就不会替换shell,而且操作完成后,还会继续执行接下来的命令。
exec 3<&0:这个命令就是将操作符3也指向标准输入。

另外,这个命令还可以作为find命令的一个选项,如下所示:
(1)在当前目录下(包含子目录),查找所有txt文件并找出含有字符串"bin"的行
find ./ -name "*.txt" -exec grep "bin" {} \;
(2)在当前目录下(包含子目录),删除所有txt文件
find ./ -name "*.txt" -exec rm {} \;


先总结一个表:

exec命令 作用

exec ls 在shell中执行ls,ls结束后不返回原来的shell中了

exec <file 将file中的内容作为exec的标准输入

exec >file 将file中的内容作为标准写出

exec 3<file 将file读入到fd3中

sort <&3 fd3中读入的内容被分类

exec 4>file 将写入fd4中的内容写入file中

ls >&4 Ls将不会有显示,直接写入fd4中了,即上面的file中

exec 5<&4 创建fd4的拷贝fd5

exec 3<&- 关闭fd3

1. exec 执行程序

虽然exec和source都是在父进程中直接执行,但exec这个与source有很大的区别,source是执行shell脚本,而且执行后会返回以前的shell。
而exec的执行不会返回以前的shell了,而是直接把以前登陆shell作为一个程序看待,在其上进行复制。

举例说明:

root@localhost:~/test# exec ls

exp1 exp5 linux-2.6.27.54 ngis_post.sh test xen-3.0.1-install

<logout>

root@localhost:~/test# exec >text

root@localhost:~/test# ls

root@localhost:~/test# pwd

root@localhost:~/test# echo "hello"

root@localhost:~/test# exec>/dev/tty

root@localhost:~/test# cat text

exp1

exp5

linux-2.6.27.54

ngis_post.sh

test

text

xen-3.0.1-install

/root/test

hello

root@localhost:~/test#

Exec >text 是将当前shell的标准输出都打开到text文件中

root@localhost:~/test# cat test

ls

Pwd

root@localhost:~/test# bash

root@localhost:~/test# exec<test

root@localhost:~/test# ls

exp1 exp5 linux-2.6.27.54 ngis_post.sh test text xen-3.0.1-install

root@localhost:~/test# pwd

/root/test

root@localhost:~/test#

root@localhost:~/test# exit #自动执行

2. exec的重定向

先上我们进入/dev/fd/目录下看一下:

root@localhost:~/test# cd /dev/fd

root@localhost:/dev/fd# ls

0 1 2 255

默认会有这四个项:0是标准输入,默认是键盘。

1是标准输出,默认是屏幕/dev/tty

2是标准错误,默认也是屏幕

255

当我们执行exec 3>test时:

root@localhost:/dev/fd# exec 3>/root/test/test

root@localhost:/dev/fd# ls

0 1 2 255 3

root@localhost:/dev/fd#

看到了吧,多了个3,也就是又增加了一个设备,这里也可以体会下linux设备即文件的理念。这时候fd3就相当于一个管道了,重定向到fd3中的文件会被写在test中。关闭这个重定向可以用

exec 3>&-。

root@localhost:/dev/fd# who >&3

root@localhost:/dev/fd# ls >&3

root@localhost:/dev/fd# exec 3>&-

root@localhost:/dev/fd# cat /root/test/te

test text

root@localhost:/dev/fd# cat /root/test/test

root tty1 2010-11-16 01:13

root pts/0 2010-11-15 22:01 (192.168.0.1)

root pts/2 2010-11-16 01:02 (192.168.0.1)

0

1

2

255

3

3. 应用举例:

exec 3<test

while read -u 3 pkg

do

echo "$pkg"

done


. 系统调用exec是以新的进程去代替原来的进程,但进程的PID保持不变。因此,可以这样认为,exec系统调用并没有创建新的进程,只是替换了原来进程上下文的内容。原进程的代码段,数

据段,堆栈段被新的进程所代替。

一个进程主要包括以下几个方面的内容:

(1)一个可以执行的程序

(2) 与进程相关联的全部数据(包括变量,内存,缓冲区)

(3)程序上下文(程序计数器PC,保存程序执行的位置)

2. exec是一个函数簇,由6个函数组成,分别是以excl和execv打头的。

执行exec系统调用,一般都是这样,用fork()函数新建立一个进程,然后让进程去执行exec调用。我们知道,在fork()建立新进程之后,父进各与子进程共享代码段,但数据空间是分开的,

但父进程会把自己数据空间的内容copy到子进程中去,还有上下文也会copy到子进程中去。而为了提高效率,采用一种写时copy的策略,即创建子进程的时候,并不copy父进程的地址空间,

父子进程拥有共同的地址空间,只有当子进程需要写入数据时(如向缓冲区写入数据),这时候会复制地址空间,复制缓冲区到子进程中去。从而父子进程拥有独立的地址空间。而对于fork()之

后执行exec后,这种策略能够很好的提高效率,如果一开始就copy,那么exec之后,子进程的数据会被放弃,被新的进程所代替。

3. exec与system的区别

(1) exec是直接用新的进程去代替原来的程序运行,运行完毕之后不回到原先的程序中去。

(2) system是调用shell执行你的命令,system=fork+exec+waitpid,执行完毕之后,回到原先的程序中去。继续执行下面的部分。

总之,如果你用exec调用,首先应该fork一个新的进程,然后exec. 而system不需要你fork新进程,已经封装好了。

exec I/O重定向详解及应用实例

1、 基本概念(这是理解后面的知识的前提,请务必理解)

a、 I/O重定向通常与 FD有关,shell的FD通常为10个,即 0~9;

b、 常用FD有3个,为0(stdin,标准输入)、1(stdout,标准输出)、2(stderr,标准错误输出),默认与keyboard、monitor、monitor有关;


c、 用 来改变送出的数据信道(stdout, stderr),使之输出到指定的档案;

e、 0 是 与 1> 是一样的;

f、 在IO重定向 中,stdout 与 stderr 的管道会先准备好,才会从 stdin 读进资料;

g、 管道“|”(pipe line):上一个命令的 stdout 接到下一个命令的 stdin;

h、 tee 命令是在不影响原本 I/O 的情况下,将 stdout 复制一份到档案去;

i、 bash(ksh)执行命令的过程:分析命令-变量求值-命令替代(``和$( ))-重定向-通配符展开-确定路径-执行命令;

j、 ( ) 将 command group 置于 sub-shell 去执行,也称 nested sub-shell,它有一点非常重要的特性是:继承父shell的Standard input, output, and error plus any other open

file descriptors。

k、 exec 命令:常用来替代当前 shell 并重新启动一个 shell,换句话说,并没有启动子 shell。使用这一命令时任何现有环境都将会被清除。exec 在对文件描述符进行操作的时候,也只

有在这时,exec 不会覆盖你当前的 shell 环境。

2、cmd &n 使用系统调用 dup (2) 复制文件描述符 n 并把结果用作标准输出

&- 关闭标准输出

n&- 表示将 n 号输出关闭

上述所有形式都可以前导一个数字,此时建立的文件描述符由这个数字指定而不是缺省的 0 或 1。如:

... 2>file 运行一个命令并把错误输出(文件描述符 2)定向到 file。

... 2>&1 运行一个命令并把它的标准输出和输出合并。(严格的说是通过复制文件描述符 1 来建立文件描述符 2 ,但效果通常是合并了两个流。)

我们对 2>&1详细说明一下 :2>&1 也就是 FD2=FD1 ,这里并不是说FD2 的值 等于FD1的值,因为 > 是改变送出的数据信道,也就是说把 FD2 的 “数据输出通道” 改为 FD1 的 “数据输

出通道”。如果仅仅这样,这个改变好像没有什么作用,因为 FD2 的默认输出和 FD1的默认输出本来都是 monitor,一样的!

但是,当 FD1 是其他文件,甚至是其他 FD 时,这个就具有特殊的用途了。请大家务必理解这一点。

3、 如果 stdin, stdout, stderr 进行了重定向或关闭, 但没有保存原来的 FD, 可以将其恢复到 default 状态吗?

*** 如果关闭了stdin,因为会导致退出,那肯定不能恢复。

*** 如果重定向或关闭 stdout和stderr其中之一,可以恢复,因为他们默认均是送往monitor(但不知会否有其他影响)。如恢复重定向或关闭的 stdout: exec 1>&2 ,恢复重定向或关闭

的stderr:exec 2>&1。

*** 如果stdout和stderr全部都关闭了,又没有保存原来的FD,可以用:exec 1>/dev/tty 恢复。

4、 cmd >a 2>a 和 cmd >a 2>&1 为什么不同?

cmd >a 2>a :stdout和stderr都直接送往文件 a ,a文件会被打开两遍,由此导致stdout和stderr互相覆盖。

cmd >a 2>&1 :stdout直接送往文件a ,stderr是继承了FD1的管道之后,再被送往文件a 。a文件只被打开一遍,就是FD1将其打开。

我想:他们的不同点在于:

cmd >a 2>a 相当于使用了两个互相竞争使用文件a的管道;

而cmd >a 2>&1 只使用了一个管道,但在其源头已经包括了stdout和stderr。

从IO效率上来讲,cmd >a 2>&1的效率应该更高!

exec 0exec 1>outfilename # 打开文件outfilename作为stdout

exec 2>errfilename # 打开文件 errfilename作为 stderr

exec 0&- # 关闭 FD1

exec 5>&- # 关闭 FD5


1.查询所有保护字符串“Hello”的文件

find / -exec grep "Hello" {} \;

2.删除所有临时文件

find / -name "*.tmp" -exec rm -f {} \;

3 删除20天以前的文件

find / -name "*" -ctime +20 -exec rm -f {} \; (不要执行哦,要看清楚哈)

注:+20 表示20天以前

本篇文章来源于 Linux公社网站(www.linuxidc.com) 原文链接:http://www.linuxidc.com/Linux/2011-01/31400p3.htm
本篇文章来源于 Linux公社网站(www.linuxidc.com) 原文链接:http://www.linuxidc.com/Linux/2011-01/31400p2.htm

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