Процессы в операционной системе UNIX

Изменение пользовательского контекста процесса. Семейство функций для системного вызова exec()

Для изменения пользовательского контекста процесса применяется системный вызов exec() , который пользователь не может вызвать непосредственно. Вызов exec() заменяет пользовательский контекст текущего процесса на содержимое некоторого исполняемого файла и устанавливает начальные значения регистров процессора (в том числе устанавливает программный счетчик на начало загружаемой программы). Этот вызов требует для своей работы задания имени исполняемого файла, аргументов командной строки и параметров окружающей среды. Для осуществления вызова программист может воспользоваться одной из шести функций: execlp() , execvp() , execl() и, execv() , execle() , execve() , отличающихся друг от друга представлением параметров, необходимых для работы системного вызова exec() . Взаимосвязь указанных выше функций изображена на рисунке 3–4.3.

Рис. 3-4.3. Взаимосвязь различных функций для выполнения системного вызова exec()

#include <unistd.h>
int execlp(const char *file, 
    const char *arg0,
... const char *argN,(char *)NULL)
int execvp(const char *file, char *argv[])
int execl(const char *path, 
    const char *arg0,
... const char *argN,(char *)NULL)
int execv(const char *path, char *argv[])
int execle(const char *path, 
    const char *arg0,
... const char *argN,(char *)NULL, 
    char * envp[])
int execve(const char *path, char *argv[], 
    char *envp[])

Поскольку системный контекст процесса при вызове exec() остается практически неизменным, большинство атрибутов процесса, доступных пользователю через системные вызовы ( PID , UID, GID, PPID и другие, смысл которых станет понятен по мере углубления наших знаний на дальнейших занятиях), после запуска новой программы также не изменяется.

Важно понимать разницу между системными вызовами fork() и exec() . Системный вызов fork() создает новый процесс, у которого пользовательский контекст совпадает с пользовательским контекстом процесса-родителя. Системный вызов exec() изменяет пользовательский контекст текущего процесса, не создавая новый процесс.

Прогон программы с использованием системного вызова exec()

Для иллюстрации использования системного вызова exec() давайте рассмотрим следующую программу

/* Программа 03-2.с, изменяющая пользователь-
ский контекст процесса (запускающая 
   другую программу) */

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[], 
         char *envp[]){ 

/* Мы будем запускать команду cat c аргументом
   командной строки 03-2.с без изменения 
   параметров среды, т.е. фактически выполнять
   команду "cat 03-2.c", которая должна выдать
   содержимое данного файла на экран. Для 
   функции execle в качестве имени программы 
   мы указываем ее полное имя с путем от 
   корневой директории —/bin/cat. 

   Первое слово в командной строке у нас 
   должно совпадать с именем запускаемой 
   программы. Второе слово в командной строке
   – это имя файла, содержимое которого мы 
   хотим распечатать. */

(void) execle("/bin/cat", "/bin/cat", 
              "03-2.c", 0, envp);

/* Сюда попадаем только при 
   возникновении ошибки */
printf("Error on program start\n");
exit(-1);
return 0;     /* Никогда не выполняется, нужен 
                 для того, чтобы компилятор не
                 выдавал warning */
}

Откомпилируйте ее и запустите на исполнение. Поскольку при нормальной работе будет распечатываться содержимое файла с именем 03-2.c, такой файл при запуске должен присутствовать в текущей директории (проще всего записать исходный текст программы под этим именем). Проанализируйте результат.

Написание, компиляция и запуск программы для изменения пользовательского контекста в порожденном процессе

Для закрепления полученных знаний модифицируйте программу, созданную при выполнении задания раздела "Написание, компиляция и запуск программы с использованием вызова fork() с разным поведением процессов ребенка и родителя" так, чтобы порожденный процесс запускал на исполнение новую (любую) программу.