使用exec函数族实现shell终端（在子进程中使用exec函数族启动用户输入的指定程序的执行）

在Unix/Linux系统编程中，`exec` 函数族是一组用于替换当前进程的入口点并运行新程序的功能强大的工具。它主要包括 `execl()`、`execlp()`、`execle()`, `execv()`、`execvp()` 和 `execvpe()` 等几个变体。

例如，如果你想通过`exec`函数启动用户输入的指定程序，可以使用如下的步骤：

1. **使用 `execlp()`**: 这是最常用的版本，它寻找绝对路径的可执行文件，并传递给它剩余的命令行参数。示例：

   char *cmd[] = {"sh", "-c", "your_program_here", NULL};
   execvp(cmd[0], cmd);

如果程序名称包含空格或特殊字符，需要将其放在双引号内。

2. **使用 `execvpe()`**: 这个版本会自动处理环境变量和查找路径（PATH）。示例：

   char *cmd[] = {"your_program_here", NULL};
   execvpe(cmd[0], cmd, environ);

`environ` 是指向所有环境变量的指针数组。

当执行 `exec*()` 函数后，当前进程会被完全替换，返回值丢失，错误则通常被捕获为 `SIGCHLD`。

相关问题

用系统调用exec类函数对上述程序进行修改，实现父进程等待子进程运行，子进程执行新的任务，例如查看当前进程等等。

在C语言中，你可以使用`exec*`系列函数（如`execl`, `execlp`, `execv`, `execvp`, `execve`等）替换原本的`fork`+`write`+`close`+`wait`流程，以便在子进程中执行全新的任务。这里，我们使用`execl`函数，它允许你启动一个新的程序并替换当前进程。让我们假设你想让子进程执行`ps -ef`命令来查看当前进程列表：

首先，我们需要修改程序结构，将写入文件的部分删除，并在子进程部分使用`execl`调用一个新的shell，传入我们要执行的命令作为参数。父进程则直接退出，因为子进程接管了。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

void run_command(char* cmd) {
    execvp(cmd, cmd); // 执行新的命令
    perror("Failed to execute command");
    exit(1);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) { // 子进程
        if (strcmp(argv[0], "./child") == 0) { // 判断是否来自子进程
            run_command("/bin/bash"); // 进一步执行bash shell
        } else { // 如果是原始进程，说明是测试示例，不做特殊处理
            printf("This is the parent process.\n");
        }
        exit(0); // 子进程不再执行其他代码
    } else if (pid > 0) { // 父进程
        printf("Parent process waiting for child to finish.\n");
        wait(NULL); // 等待子进程结束
        printf("Child process finished.\n");
    } else { // fork失败
        perror("Failed to fork");
        exit(1);
    }

    return 0;
}

在这个例子中，如果程序是从`./child`执行的（假设这是一个包含上述代码的独立程序），子进程将会启动一个bash shell，然后执行`ps -ef`命令。父进程会等待子进程完成后再继续执行。

**相关问题--:**
1. `execvp`和`execvppe`有何区别？
2. 使用`wait`函数前为什么要判断`pid == 0`？
3. 如果子进程执行的命令出错，如何捕获异常？

创建两个进程( 参考fork, wait, waitpid, exec 函数集)，在子进程中完成如下要求:(1)创建一个用户，赋予相应权限 在主进程完成如下要求: (1)显示“这是主进程! 注:子进程也可以通过shell脚本先完成，然后调用运行该文件。注意子进程先结束，再主进程结束(使用wait or waitpid)。

好的，我知道了。以下是代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == -1) {
        printf("进程创建失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) { // 子进程
        printf("这是子进程，进程ID为%d\n", getpid());
        execl("/usr/sbin/useradd", "useradd", "testuser", NULL);
        printf("子进程创建用户失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else { // 主进程
        printf("这是主进程，进程ID为%d\n", getpid());
        waitpid(pid, NULL, 0);
        printf("子进程已经成功创建用户\n");
    }

    return 0;
}

在这个程序中，使用fork函数创建了一个子进程。子进程中使用execl函数调用了系统命令useradd来创建了一个名为testuser的用户。在主进程中使用waitpid函数等待子进程结束，然后输出成功创建用户的信息。

注意，在调用execl函数时，第一个参数是要执行的命令文件的绝对路径，第二个参数是要传给该命令的参数，最后一个参数必须为NULL。

另外，在子进程中，如果execl函数执行失败，则会输出一条错误信息，然后使用exit(EXIT_FAILURE)函数退出进程。在主进程中，如果waitpid函数执行失败，则会输出一条错误信息。

希望这个程序可以满足您的需求！