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Linux下system () 函数详解简介

2016-12-21 10:14 351 查看


（执行shell命令）

　　相关函数

　　fork，execve，waitpid，popen

　　表头文件

　　#include<stdlib.h>

　　定义函数

　　intsystem(constchar*string);

　　函数说明

　　system()会调用fork()产生子进程，由子进程来调用/bin/sh-cstring来执行参数string字符串所代表的命令，此命令执行完后随即返回原调用的进程。在调用system()期间SIGCHLD信号会被暂时搁置，SIGINT和SIGQUIT信号则会被忽略。

　　返回值

　　如果fork()失败返回-1:出现错误

　　如果exec()失败，表示不能执行Shell,返回值相当于Shell执行了exit(127)

　　如果执行成功则返回子Shell的终止状态

　　如果system()在调用/bin/sh时失败则返回127，其他失败原因返回-1。若参数string为空指针(NULL)，则返回非零值>。如果system()调用成功则最后会返回执行shell命令后的返回值，但是此返回值也有可能为system()调用/bin/sh失败所返回的127，因此最好能再检查errno来确认执行成功。

　　附加说明

　　在编写具有SUID/SGID权限的程序时请勿使用system()，system()会继承环境变量，通过环境变量可能会造成系统安全的问题。


System与exec的区别

　　1、system()和exec()都可以执行进程外的命令，system是在原进程上开辟了一个新的进程，但是exec是用新进程(命令)覆盖了原有的进程

　　2、system()和exec()都有能产生返回值，system的返回值并不影响原有进程，但是exec的返回值影响了原进程

system()函数功能强大，很多人用却对它的原理知之甚少先看linux版system函数的源码：



#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<errno.h>
#include<unistd.h>

intsystem(constchar*cmdstring)
{
pid_tpid;
intstatus;

if(cmdstring==NULL){

return(1);
}

if((pid=fork())<0){

status=-1;
}elseif(pid=0){

execl("/bin/sh","sh","-c",cmdstring,(char*)0);

-exit(127);//子进程正常执行则不会执行此语句

}else{
while(waitpid(pid,&status,0)<0){

if(errno!=EINTER){

status=-1;

break;

}
}
}
returnstatus;
}




先分析一下原理，然后再看上面的代码大家估计就能看懂了：

当system接受的命令为NULL时直接返回，否则fork出一个子进程，因为fork在两个进程：父进程和子进程中都返回，这里要检查返回的pid，fork在子进程中返回0，在父进程中返回子进程的pid，父进程使用waitpid等待子进程结束，子进程则是调用execl来启动一个程序代替自己，execl("/bin/sh","sh","-c",cmdstring,(char*)0)是调用shell，这个shell的路径是/bin/sh，后面的字符串都是参数，然后子进程就变成了一个shell进程，这个shell的参数

是cmdstring，就是system接受的参数。在windows中的shell是command，想必大家很熟悉shell接受命令之后做的事了。

如果上面的你没有看懂，那我再解释下fork的原理：当一个进程A调用fork时，系统内核创建一个新的进程B，并将A的内存映像复制到B的进程空间中，因为A和B是一样的，那么他们怎么知道自己是父进程还是子进程呢，看fork的返回值就知道，上面也说了fork在子进程中返回0，在父进程中返回子进程的pid。

windows中的情况也类似，就是execl换了个又臭又长的名字，参数名也换的看了让人发晕的，我在MSDN中找到了原型，给大家看看：



HINSTANCEShellExecute(
HWNDhwnd,
LPCTSTRlpVerb,
LPCTSTRlpFile,
LPCTSTRlpParameters,
LPCTSTRlpDirectory,
INTnShowCmd
);




用法见下：

ShellExecute(NULL,"open","c:\\a.reg",NULL,NULL,SW_SHOWNORMAL);


你也许会奇怪ShellExecute中有个用来传递父进程环境变量的参数lpDirectory，linux中的execl却没有，这是因为execl是编译器的函数（在一定程度上隐藏具体系统实现），在linux中它会接着产生一个linux系统的调用execve,原型见下：

intexecve(constchar*file,constchar**argv,constchar**envp);


看到这里你就会明白为什么system（）会接受父进程的环境变量，但是用system改变环境变量后，system一返回主函数还是没变。原因从system的实现可以看到，它是通过产生新进程实现的，从我的分析中可以看到父进程和子进程间没有进程通信，子进程自然改变不了父进程的环境变量。希望小菜们不要拿tc或使用tc库的其他编译器中的system的调用结果来反驳我，这不是一个概念，DOS早死翘翘了，玩linux吧。就说到这里了。

c语言调用Linux的命令system("");popen

exec系列

execl等等类似的函数都可以执行任何shell下的命令。

#include<stdlib.h>

intexecl(constchar*path,constchar*arg,...);

intexeclp(constchar*file,constchar*arg,...);

intexecle(constchar*path,constchar*arg,...,char*constenvp[]);

intexecv(constchar*path,char*constargv[]);

intexecvp(constchar*file,char*constargv[]);

也可以，不同之处是前者可以执行完毕而不退出，后者执行完毕，正确会推出，错误则不退出，继续下面的语句。


【C/C++】Linux下使用system()函数一定要谨慎

http://my.oschina.net/renhc/blog/53580

曾经的曾经，被system()函数折磨过，之所以这样，是因为对system()函数了解不够深入。只是简单的知道用这个函数执行一个系统命令，这远远不够，它的返回值、它所执行命令的返回值以及命令执行失败原因如何定位，这才是重点。当初因为这个函数风险较多，故抛弃不用，改用其他的方法。这里先不说我用了什么方法，这里必须要搞懂system()函数，因为还是有很多人用了system()函数，有时你不得不面对它。

先来看一下system()函数的简单介绍：

view
source

print?

1
#include
<stdlib.h>
2
int
system
(
const
char
*command);
system()executesacommandspecifiedincommandbycalling/bin/sh-ccommand,andreturnsafterthecommandhasbeencompleted.Duringexecutionofthecommand,SIGCHLDwill
beblocked,andSIGINTandSIGQUITwillbeignored.

system()函数调用/bin/sh来执行参数指定的命令，/bin/sh一般是一个软连接，指向某个具体的shell，比如bash，-c选项是告诉shell从字符串command中读取命令；

在该command执行期间，SIGCHLD是被阻塞的，好比在说：hi，内核，这会不要给我送SIGCHLD信号，等我忙完再说；

在该command执行期间，SIGINT和SIGQUIT是被忽略的，意思是进程收到这两个信号后没有任何动作。

再来看一下system()函数返回值：

Thevaluereturnedis-1onerror(e.g.fork(2)failed),andthereturnstatusofthecommandotherwise.Thislatterreturnstatusisinthe
formatspecifiedinwait(2).Thus,theexitcodeofthecommandwillbeWEXITSTATUS(status).Incase/bin/shcouldnotbeexecuted,theexitstatuswillbethatofacommandthatdoesexit(127).
IfthevalueofcommandisNULL,system()returnsnonzeroiftheshellisavailable,andzeroifnot.

为了更好的理解system()函数返回值，需要了解其执行过程，实际上system()函数执行了三步操作：

1.fork一个子进程；

2.在子进程中调用exec函数去执行command；

3.在父进程中调用wait去等待子进程结束。

对于fork失败，system()函数返回-1。

如果exec执行成功，也即command顺利执行完毕，则返回command通过exit或return返回的值。

（注意，command顺利执行不代表执行成功，比如command："rmdebuglog.txt"，不管文件存不存在该command都顺利执行了）

如果exec执行失败，也即command没有顺利执行，比如被信号中断，或者command命令根本不存在，system()函数返回127.

如果command为NULL，则system()函数返回非0值，一般为1.

看一下system()函数的源码

看完这些，我想肯定有人对system()函数返回值还是不清楚，看源码最清楚，下面给出一个system()函数的实现：

view
source

print?

01
int
system
(
const
char
*
cmdstring)
02
{
03
pid_t
pid;
04
int
status;
05
06
if
(cmdstring
==NULL)
07
{
08
return
(1);
//如果cmdstring为空，返回非零值，一般为1
09
}
10
11
if
((pid
=fork())<0)
12
{
13
status
=-1;
//fork失败，返回-1
14
}
15
else
if
(pid
==0)
16
{
17
execl(
"/bin/sh"
,
"sh"
,
"-c"
,
cmdstring,(
char
*)0);
18
_exit(127);
//
exec执行失败返回127，注意exec只在失败时才返回现在的进程，成功的话现在的进程就不存在啦~~
19
}
20
else
//父进程
21
{
22
while
(waitpid(pid,
&status,0)<0)
23
{
24
if
(
errno
!=
EINTR)
25
{
26
status
=-1;
//如果waitpid被信号中断，则返回-1
27
break
;
28
}
29
}
30
}
31
32
return
status;
//如果waitpid成功，则返回子进程的返回状态
33
}
仔细看完这个system()函数的简单实现，那么该函数的返回值就清晰了吧，那么什么时候system()函数返回0呢？只在command命令返回0时。

看一下该怎么监控system()函数执行状态

这里给我出的做法：

view
source

print?

01
int
status;
02
if
(NULL
==cmdstring)
//如果cmdstring为空趁早闪退吧，尽管system()函数也能处理空指针
03
{
04
return
XXX;
05
}
06
status
=
system
(cmdstring);
07
if
(status
<0)
08
{
09
printf
(
"cmd:
%s\terror:%s"
,
cmdstring,
strerror
(
errno
));
//
这里务必要把errno信息输出或记入Log
10
return
XXX;
11
}
12
13
if
(WIFEXITED(status))
14
{
15
printf
(
"normal
termination,exitstatus=%d\n"
,
WEXITSTATUS(status));
//取得cmdstring执行结果
16
}
17
else
if
(WIFSIGNALED(status))
18
{
19
printf
(
"abnormal
termination,signalnumber=%d\n"
,
WTERMSIG(status));
//如果cmdstring被信号中断，取得信号值
20
}
21
else
if
(WIFSTOPPED(status))
22
{
23
printf
(
"process
stopped,signalnumber=%d\n"
,
WSTOPSIG(status));
//如果cmdstring被信号暂停执行，取得信号值
24
}
到于取得子进程返回值的相关介绍可以参考另一篇文章：http://my.oschina.net/renhc/blog/35116

system()函数用起来很容易出错，返回值太多，而且返回值很容易跟command的返回值混淆。这里推荐使用popen()函数替代，关于popen()函数的简单使用也可以通过上面的链接查看。

popen()函数较于system()函数的优势在于使用简单，popen()函数只返回两个值：

成功返回子进程的status，使用WIFEXITED相关宏就可以取得command的返回结果；

失败返回-1，我们可以使用perro()函数或strerror()函数得到有用的错误信息。

这篇文章只涉及了system()函数的简单使用，还没有谈及SIGCHLD、SIGINT和SIGQUIT对system()函数的影响，事实上，之所以今天写这篇文章，是因为项目中因有人使用了system()函数而造成了很严重的事故。现像是system()函数执行时会产生一个错误：“Nochildprocesses”。
                                            

                                        

                        
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