Execvp in C/C++

Mit execvp ist ein Programm in der Lage, Systemkommandos wie das Starten von Anwendungen oder das Ausführen von Systemdiensten zu initiieren. In Kombination mit der fork()-Funktion kann auch Code nach execvp aufgerufen werden.

Wie funktioniert execvp?

Die Hauptaufgabe von execvp ist es, einem Programm die Kontrolle über ein anderes zu übergeben, ohne den gesamten Prozess neu aufzusetzen. Dies ermöglicht das nahtlose Umschalten zwischen verschiedenen Funktionen oder das Ausführen externer Befehle mit variablen Argumenten. execvp ist wie ein unsichtbarer Regisseur, der die Kulissen wechselt und zwischen verschiedenen Handlungssträngen hin- und herspringt.

Durch die dynamische Prozessausführung können Sie den Pfad zum Programm und sogar dessen Argumente während der Laufzeit anpassen. Die execvp()-Funktion findet Anwendung in Systemaufrufen, die komplexe Aufgaben wie Skriptausführung, Systemkommandos, Pipelining und Redirektionen erfordern. Sie trägt wesentlich dazu bei, die Flexibilität von C-Programmen zu erhöhen.

Die grundlegende Syntax von execvp

Die Syntax von execvp erfordert den Dateipfad oder Namen zum auszuführenden Programm sowie ein Array von Zeichenketten, das die Argumente für dieses Programm enthält.

#include <unistd.h>
int execvp(const char*command, char* argv[]);

• const char *command: Dies ist der Dateipfad oder der Name des jeweiligen Programms. Es kann sowohl ein absoluter als auch ein relativer Pfad sein. Bei Verwendung eines relativen Pfads sucht execvp nach der Datei im System-PATH.
• char *argv[]: Ein Array von Zeichenketten, das die Argumente für das auszuführende Programm enthält; das Array muss mit einem NULL-Zeiger enden, um das Ende der Argumentliste zu kennzeichnen. Der erste Eintrag in argv ist üblicherweise der Name des Programms selbst, gefolgt von den Argumenten.

Die execvp und andere Funktionen aus der exec-Familie sind spezifisch für Unix-basierte Betriebssysteme. Die #include <unistd.h>-Anweisung ist eine Header-Datei in der C-Programmierung. Sie enthält Definitionen und Deklarationen von Funktionen, die mit dem Unix-basierten Betriebssystem und der Prozesskontrolle interagieren. Sie werden der Datei beim C-Lernen häufig begegnen.

Der praktische Einsatz von execvp

Im vorliegenden C-Programm nutzen wir die execvp()-Funktion aus der unistd.h-Header-Datei, um das externe Programm ls mit den Argumenten -l und /usr/bin zu starten. Das Array args steht für die Argumente des Programms. Wenn die execvp()-Funktion erfolgreich ist, wird der aktuelle Prozess durch das externe Programm ersetzt, und die nachfolgenden Zeilen werden ignoriert. Im Fehlerfall erscheint eine Fehlermeldung über perror, und das Programm gibt den Statuscode 1 zurück.

#include <unistd.h>
int main() {
    char *args[] = {"ls", "-l", "/usr/bin", NULL};
    execvp("ls", args);
    perror("execvp");
    return 1;
}

Mit fork() können Sie Anweisungen auch nach execvp aufrufen. Die fork()-Funktion schafft einen neuen Prozess. Dadurch wird im Elternprozess weiterhin Code ausgeführt, während der neue Prozess das externe Programm startet.

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
    char* command = "ls";
    char *args[] = {"ls", "-l", "/usr/bin", NULL};
    printf("Before calling execvp()\n");
    pid_t child_pid = fork();
    if (child_pid == -1) {
        // Error creating the process
        perror("fork");
        return 1;
    }
    if (child_pid == 0) {
        // Code executed in the child process
        // Call execvp in the child process to execute "ls" with the specified arguments
        int status_code = execvp(command, args);
        // This line is reached if execvp encounters an error
        perror("execvp");
        // Print statement after execvp
        printf("ls -l /usr/bin has taken control of this child process. If this is printed, execvp encountered
       an error.\n");
        // Error handling in the child process
        return 1;
    } else {
        // Code executed in the parent process
        // Wait for the completion of the child process
        waitpid(child_pid, NULL, 0);
        printf("The child process has completed its execution.\n");
    }
    return 0;
}

Zuerst erstellen wir einen neuen Prozess mittels fork(). Durch die execvp()-Funktion übernimmt ls mit seinen Argumenten den Child Process. Der Elternprozess wartet mit waitpid auf den Abschluss des Kindprozesses und gibt danach die Meldung aus.