يتم استخدام استدعاء نظام exec لتنفيذ ملف موجود في عملية نشطة. عندما يسمى exec ، يتم استبدال الملف القابل للتنفيذ السابق ويتم تنفيذ ملف جديد.
بتعبير أدق ، يمكننا القول أن استخدام استدعاء نظام exec سيحل محل الملف أو البرنامج القديم من العملية بملف أو برنامج جديد. يتم استبدال المحتوى الكامل للعملية ببرنامج جديد.
يتم استبدال مقطع بيانات المستخدم الذي ينفذ استدعاء النظام exec () بملف البيانات الذي يتم توفير اسمه في الوسيطة أثناء استدعاء exec ().
يتم تحميل البرنامج الجديد في نفس مساحة العملية. يتم تحويل العملية الحالية للتو إلى عملية جديدة وبالتالي لم يتم تغيير معرف العملية PID ، وذلك لأننا لا نقوم بإنشاء عملية جديدة ، بل نقوم فقط باستبدال عملية بعملية أخرى في exec.
إذا كانت العملية قيد التشغيل حاليًا تحتوي على أكثر من مؤشر ترابط واحد ، فسيتم إنهاء جميع سلاسل الرسائل وسيتم تحميل صورة العملية الجديدة ثم تنفيذها. لا توجد وظائف التدمير التي تنهي مؤشرات ترابط العملية الحالية.
لم يتم تغيير PID للعملية ولكن البيانات ، الكود ، المكدس ، الكومة ، إلخ للعملية يتم تغييرها واستبدالها بتلك الخاصة بالعملية المحملة حديثًا. يتم تنفيذ العملية الجديدة من نقطة الدخول.
استدعاء نظام Exec عبارة عن مجموعة من الوظائف وفي لغة برمجة C ، تكون الأسماء القياسية لهذه الوظائف كما يلي:
- إكسكل
- ممتاز
- execlp
- execv
- ممتاز
- execvp
وتجدر الإشارة هنا إلى أن هذه الوظائف لها نفس الأساس إكسيك متبوعًا بحرف واحد أو أكثر. هذه موضحة أدناه:
و: وهي عبارة عن مجموعة من المؤشرات التي تشير إلى متغيرات البيئة ويتم تمريرها بشكل صريح إلى العملية المحملة حديثًا.
ال: l عبارة عن وسيطات سطر أوامر مرت بقائمة إلى الوظيفة
ص: p هو متغير بيئة المسار الذي يساعد في العثور على الملف الذي تم تمريره كوسيطة ليتم تحميلها في العملية.
الخامس: v لوسائل سطر الأوامر. يتم تمرير هذه كمصفوفة من المؤشرات إلى الدالة.
لماذا يتم استخدام exec؟
يتم استخدام exec عندما يريد المستخدم تشغيل ملف أو برنامج جديد في نفس العملية.
العمل الداخلي من exec
ضع في اعتبارك النقاط التالية لفهم عمل exec:
- تتم الكتابة فوق صورة العملية الحالية بصورة عملية جديدة.
- صورة العملية الجديدة هي الصورة التي مررتها كوسيطة exec
- انتهت العملية الجارية حاليا
- تحتوي صورة العملية الجديدة على معرّف العملية نفسه ، ونفس البيئة ، ونفس واصف الملف (نظرًا لعدم استبدال العملية ، يتم استبدال صورة العملية)
- يتأثر إحصائيات وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الظاهرية. يتم استبدال تعيين الذاكرة الظاهرية لصورة العملية الحالية بالذاكرة الافتراضية لصورة العملية الجديدة.
تركيب وظائف عائلة exec:
فيما يلي بناء الجملة لكل وظيفة من وظائف exec:
int execl (const char * path ، const char * arg ، ...)int execlp (ملف const char * ، const char * arg ، ...)
int execle (const char * path، const char * arg، ...، char * const envp [])
int execv (const char * path، const char * argv [])
int execvp (ملف const char * ، const char * argv [])
int execvpe (ملف const char * ، const char * argv [] ، char * const envp [])
وصف:
نوع الإرجاع لهذه الوظائف هو Int. عندما يتم استبدال صورة العملية بنجاح ، لا يتم إرجاع أي شيء إلى وظيفة الاستدعاء لأن العملية التي استدعتها لم تعد تعمل. ولكن إذا كان هناك أي خطأ -1 فسيتم إرجاعه. إذا حدث أي خطأ يخطئ تم تعيينه.
في بناء الجملة:
- طريق يستخدم لتحديد اسم المسار الكامل للملف الذي سيتم تنفيذه.
- غاضب هي الحجة مرت. إنه في الواقع اسم الملف الذي سيتم تنفيذه في هذه العملية. في معظم الأحيان ، تكون قيمة الوسيط والمسار هي نفسها.
- كونست شار * أرج في الدوال execl () و execlp () و execle () تعتبر arg0 و arg1 و arg2 و… ، argn. إنها في الأساس قائمة من المؤشرات إلى سلاسل منتهية خالية. هنا تشير الوسيطة الأولى إلى اسم الملف الذي سيتم تنفيذه كما هو موضح في النقطة 2.
- بيئة هي مصفوفة تحتوي على مؤشرات تشير إلى متغيرات البيئة.
- ملف يستخدم لتحديد اسم المسار الذي سيحدد مسار ملف صورة العملية الجديد.
- وظائف استدعاء exec التي تنتهي بـ و تستخدم لتغيير البيئة لصورة العملية الجديدة. تمرر هذه الوظائف قائمة إعداد البيئة باستخدام الوسيطة بيئة . هذه الوسيطة عبارة عن مجموعة من الأحرف التي تشير إلى سلسلة منتهية خالية وتعرف متغير البيئة.
لاستخدام وظائف عائلة exec ، تحتاج إلى تضمين ملف الرأس التالي في برنامج C الخاص بك:
#يشملمثال 1: استخدام استدعاء نظام exec في برنامج C.
ضع في اعتبارك المثال التالي الذي استخدمنا فيه استدعاء نظام exec في برمجة C في Linux ، Ubuntu: لدينا ملفان c هنا example.c و hello.c:
example.c
الشفرة:
#يشمل#يشمل
#يشمل
intالأساسية(intأرجكو شار *أرجف[])
{
printf ('PID الخاص بـ example.c =٪ dن'وgetpid())؛
شار *أرجس[] = {'أهلا'و 'ج'و 'برمجة'وباطل}؛
execv('./أهلا'وأرجس)؛
printf ('رجوع إلى example.c')؛
إرجاع 0؛
}
مرحبًا ج
الشفرة:
#يشمل#يشمل
#يشمل
intالأساسية(intأرجكو شار *أرجف[])
{
printf ('نحن في Hello.cن')؛
printf ('PID الخاص بـ hello.c =٪ dن'وgetpid())؛
إرجاع 0؛
}
انتاج:
PID لـ example.c = 4733نحن في Hello.c
PID لـ hello.c = 4733
في المثال أعلاه لدينا ملف example.c وملف hello.c. في مثال ملف .c ، قمنا أولاً بطباعة معرف العملية الحالية (الملف example.c قيد التشغيل في العملية الحالية). ثم في السطر التالي أنشأنا مجموعة من مؤشرات الأحرف. يجب أن يكون العنصر الأخير في هذا الصفيف NULL كنقطة إنهاء.
ثم استخدمنا الدالة execv () التي تأخذ اسم الملف ومصفوفة مؤشر الحرف كوسيطة لها. وتجدر الإشارة هنا إلى أننا استخدمنا ./ مع اسم الملف ، فإنه يحدد مسار الملف. نظرًا لأن الملف موجود في المجلد حيث يوجد example.c ، فلا داعي لتحديد المسار الكامل.
عندما يتم استدعاء وظيفة execv () ، سيتم استبدال صورة العملية الخاصة بنا الآن الملف example.c ليس قيد العملية ولكن الملف hello.c قيد التشغيل. يمكن ملاحظة أن معرف العملية هو نفسه سواء كانت hello.c هي صورة معالجة أو example.c هي صورة معالجة لأن العملية هي نفسها ويتم استبدال صورة العملية فقط.
ثم لدينا شيء آخر نلاحظه هنا وهو عبارة printf () بعد عدم تنفيذ execv (). وذلك لأن التحكم لا يتم إرجاعه أبدًا إلى صورة العملية القديمة بمجرد أن تحل محلها صورة عملية جديدة. يعود عنصر التحكم فقط إلى وظيفة الاستدعاء عند فشل استبدال صورة العملية. (القيمة المعادة هي -1 في هذه الحالة).
الفرق بين استدعاءات نظام fork () و exec ():
يتم استخدام استدعاء نظام fork () لإنشاء نسخة طبق الأصل من عملية قيد التشغيل والنسخة التي تم إنشاؤها هي العملية الفرعية والعملية الجارية هي العملية الأصلية. حيث يتم استخدام استدعاء نظام exec () لاستبدال صورة معالجة بصورة عملية جديدة. ومن ثم لا يوجد مفهوم لعمليات الوالدين والطفل في استدعاء نظام exec ().
في fork () نظام استدعاء يتم تنفيذ العمليات الأصل والتابعة في نفس الوقت. ولكن في استدعاء نظام exec () ، إذا كان استبدال صورة العملية ناجحًا ، فلن يعود عنصر التحكم إلى المكان الذي تم استدعاء وظيفة exec فيه ، بل سينفذ العملية الجديدة. لن يتم إعادة التحكم إلا في حالة حدوث أي خطأ.
مثال 2: دمج استدعاءات نظام fork () و exec ()
ضع في اعتبارك المثال التالي الذي استخدمنا فيه استدعاءات نظام fork () و exec () في نفس البرنامج:
example.c
الشفرة:
#يشمل#يشمل
#يشمل
intالأساسية(intأرجكو شار *أرجف[])
{
printf ('PID الخاص بـ example.c =٪ dن'وgetpid())؛
pid_t ص؛
ص=شوكة()؛
لو(ص== -1)
{
printf ('حدث خطأ أثناء استدعاء fork ()')؛
}
لو(ص==0)
{
printf ('نحن في عملية الطفلن')؛
printf (استدعاء hello.c من عملية الطفلن')؛
شار *أرجس[] = {'أهلا'و 'ج'و 'برمجة'وباطل}؛
execv('./أهلا'وأرجس)؛
}
آخر
{
printf ('نحن في عملية الوالدين')؛
}
إرجاع 0؛
}
مرحبا ج:
الشفرة:
#يشمل#يشمل
#يشمل
intالأساسية(intأرجكو شار *أرجف[])
{
printf ('نحن في Hello.cن')؛
printf ('PID الخاص بـ hello.c =٪ dن'وgetpid())؛
إرجاع 0؛
}
انتاج:
PID لـ example.c = 4790نحن في عملية الوالدين
نحن في عملية الطفل
استدعاء hello.c من عملية الطفل
نحن في hello.c
PID لـ hello.c = 4791
في هذا المثال ، استخدمنا استدعاء نظام fork (). عندما يتم إنشاء العملية الفرعية ، سيتم تعيين 0 إلى p ثم سننتقل إلى العملية الفرعية. الآن سيتم تنفيذ كتلة التعليمات مع if (p == 0). يتم عرض رسالة وقد استخدمنا استدعاء نظام execv () وسيتم استبدال صورة العملية الفرعية الحالية التي هي example.c بـ hello.c. قبل execv () ، كانت عمليات استدعاء الطفل والعمليات الأصل هي نفسها.
يمكن ملاحظة أن PID الخاصين example.c و hello.c مختلفان الآن. هذا لأن example.c هو صورة العملية الأصل و hello.c هو صورة العملية الفرعية.