Linux---进程替换及编写一个自己的shell

进程替换

用fork创建子进程后，子进程执行的是和父进程相同的一段程序(但有可能执行不同的代码分支),如果想让子进程执行另一个程序该怎么办呢？这时候就有了exec函数。
当进程调用一种exec函数时,该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换,从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程,所以调用exec前后该进程的进程ID并未发生改变。
来看看exec函数家族都有哪些函数？

#include <unistd.h> 
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[]);

大家会发现这些函数的原型有些类似，来看看它们的规律：

• 函数名不带p：第一个参数必须是程序的相对路径或绝对路径，
• 函数名带e：可以把一份新的环境变量表传给它,其他exec函数仍使用当前的环境变量表执行新程序
• 函数名带l：要求将新程序的每个命令行参数都当作一个参数传给它,命令行参数的个数是可变的，而且的最后一个可变参数应该是NULL
• 函数名带v：应该先构造一个指向各参数的指针数组,然后将该数组的首地址当作参数传给它,数组中的最后一个指针也应该是NULL

看一张表格理解一下：

再来看看exec函数的例子吧
我们先在hello.c文件中编写一段简单的代码如下：

再来编写我们测试exec函数的代码(在这里只演示一个函数，其他的函数读者可以自行测试)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
printf("before execvp\n");
char* argv[]=
    {
"hello",
        NULL
    };
    execvp("./hello",argv);//带路径，且参数形式是数组，用的是当前的环境变量
printf("afert execvp\n");
return 0;
}

来看看运行结果：

我们会发现，execvp函数下面的语句并没有被执行，这是因为程序已经被替换了
事实上,只有execve是真正的系统调用,而其它五个函数最终都调用了execve

我们还可以根据exec函数做一个简易的shell
直接上代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

void do_action(char *argv[])
{
    pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
    {
        perror("fork");
return;
    }
if(pid==0)
    {
        execvp(argv[0],argv);
    }
else
    {
        wait(NULL);
    }
}

void do_parse(char* buf)
{//解析字符串
char *argv[8];
int argc=0;
int status=0;
int i=0;
for(i=0;buf[i]!='\0';i++)
    {
if(!isspace(buf[i])&&status==0)
        {
            argv[argc++]=buf+i;
            status=1;
        }
else if(isspace(buf[i]))
        {
            buf[i]=0;
            status=0;
        }
    }
    argv[argc]=NULL;
    do_action(argv);
}



int main()
{
char buf[1024]={};
while(1)
    {
printf("^_^: ");
memset(buf,0,sizeof(buf));
scanf("%[^\n]%*c",buf);

if(strcmp(buf,"exit")==0)
        {
break;
        }
        do_parse(buf);
    }
printf("exit\n");
}

来看看运行结果：