Linux 调用可执行程序

在 Linux 系统中，我们经常需要在一个程序中调用另一个可执行程序。这可以通过多种方式实现，其中最常用的两种方式是使用 system() 函数和 exec() 函数族

1. system() 函数

1.1 system() 函数的声明

system() 函数的声明如下：

#include <stdlib.h>int system(const char *command);

1.2 system() 函数的不同场景返回值

system() 函数用于执行一个 shell 命令。它的返回值表示命令执行的退出状态。

• 正常情况下，system() 函数返回执行的 shell 命令的退出状态。通常，0 表示成功，非 0 值表示失败。
• 如果 system() 函数调用失败（例如，无法创建子进程或执行 shell 命令），则返回 -1。

1.3 system() 函数的代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int ret = system("ls -l"); // 执行 ls -l 命令if (ret == 0) {printf("命令执行成功\n");} else if (ret == -1) {perror("system() 调用失败");} else {printf("命令执行失败，退出状态为 %d\n", ret);}return 0;
}

2. exec() 函数族

2.1 exec() 函数族的声明

exec() 函数族是一组函数，它们用于替换当前进程的映像，执行一个新的程序。exec() 函数族有很多不同的变体，它们的声明和参数略有不同，但功能基本相同。

以下是几个常用的 exec() 函数：

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

2.2 exec() 函数族执行失败的情况

如果 exec() 函数族执行失败，则返回 -1，并设置 errno 来指示错误类型。常见的错误原因包括：

• 文件不存在：指定的程序文件不存在。
• 权限不足：当前用户没有执行指定程序的权限。
• 内存不足：无法加载新的程序映像。
• 参数错误：传递给 exec() 函数的参数不正确。

2.3 exec() 函数族的代码示例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main() {// 使用 execlp() 函数执行 ls -l 命令execlp("ls", "ls", "-l", NULL);// 如果 execlp() 执行失败，则会执行以下代码perror("execlp() 调用失败");return 1; // 返回 1 表示程序执行失败
}

3. exec() 与 system() 的区别以及使用注意事项

• 功能：system() 函数用于执行一个 shell 命令，而 exec() 函数族用于替换当前进程的映像，执行一个新的程序。
• 返回值：system() 函数返回执行的 shell 命令的退出状态，而 exec() 函数族如果执行成功则不会返回，如果执行失败则返回 -1。
• 进程：system() 函数会创建一个新的子进程来执行 shell 命令，而 exec() 函数族则直接在当前进程中执行新的程序。

使用注意事项：

• 由于 system() 函数会创建一个新的子进程，因此开销比 exec() 函数族要大。
• system() 函数执行的 shell 命令可能会受到 shell 注入攻击，因此应该避免使用用户提供的输入作为命令字符串。
• exec() 函数族执行成功后，原进程的代码将不再执行，因此需要在调用 exec() 函数族之前做好必要的清理工作。

4. exec() 会创建新进程吗？新进程与原进程的关系

exec() 函数族不会创建新的进程。它会替换当前进程的映像，执行一个新的程序。这意味着原进程的代码、数据和堆栈都会被新的程序所覆盖。

新程序与原进程的关系：

• 进程 ID：新程序的进程 ID 与原进程相同。
• 父进程：新程序的父进程与原进程相同。
• 环境变量：新程序会继承原进程的环境变量。
• 文件描述符：新程序会继承原进程打开的文件描述符。

5. 总结

system() 函数和 exec() 函数族都是在 Linux 中调用可执行程序的常用方法。system() 函数使用简单，但开销较大，且存在安全风险；exec() 函数族效率高，但使用稍复杂