C语言执行Linux的shell命令并获得返回值

原文地址：http://blog.csdn.net/littlefang/article/details/6803179

C程序调用shell脚本共有三种方式：system()、popen()、exec系列函数


1）system(shell命令或shell脚本路径);
    
    执行过程：system()会调用fork()产生子进程，由子进程来调用/bin/sh-c string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。


    注意：在编写具有SUID/SGID权限的程序时最好不要使用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。


例：在~/myprogram/目录下有shell脚本test.sh，内容为


#!bin/bash
#test.sh
echo $HOME


在该目录下新建一个c文件systemtest.c，内容为：


#include
/*This program is used to test function system*/


main()
{
  system("~/myprogram/test.sh");
}


执行结果如下：


xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$ gcc systemtest.c -o systemtest
xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$ ./systemtest 
/home/d/e/xiakeyou
xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$


2）popen(char *command,char *type)    


    执行过程：popen()会调用fork()产生子进程，然后从子进程中调用/bin/sh -c来执行参数command的指令。参数type可使用“r”代表读取，“w”代表写入。依照此type值，popen()会建立管道连到子进程的标准输出设备或标准输入设备，然后返回一个文件指针。随后进程便可利用此文件指针来读取子进程的输出设备或是写入到子进程的标准输入设备中。此外，所有使用文件指针(FILE*)操作的函数也都可以使用，除了fclose()以外。


    返回值：若成功则返回文件指针，否则返回NULL，错误原因存于errno中。


    注意：在编写具SUID/SGID权限的程序时请尽量避免使用popen()，popen()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。
例：C程序popentest.c内容如下：


    #include
    main()
    {
        FILE * fp;
        charbuffer[80];
        fp=popen(“~/myprogram/test.sh”,”r”);
        fgets(buffer,sizeof(buffer),fp);
        printf(“%s”,buffer);
        pclose(fp);
    }


执行结果如下：


xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$ vim popentest.c
xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$ gcc popentest.c -o popentest
xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$ ./popentest
/home/d/e/xiakeyou
xiakeyou@ubuntu:~/myprogram$ 

popen函数执行命令后，返回一个指向该命令输出的文件句柄，接下来就可以用fgets等文件操作函数去读取输出结果。

#include

FILE *popen(const char *command, const char *type);

int pclose(FILE *stream);

type的参数只能是“r”或"w"

例如

#include
#include
int main(int argc,char*argv[]){
    FILE *fstream=NULL;
    char buff[1024];
    memset(buff,0,sizeof(buff));
    if(NULL==(fstream=popen("ls -l","r")))
    {
        fprintf(stderr,"execute command failed: %s",strerror(errno));
        return -1;
    }
    if(NULL!=fgets(buff, sizeof(buff), fstream))
    {
        printf("%s",buff);
    }
    else
    {
        pclose(fstream);
        return -1;
    }
    pclose(fstream);
    return 0;
}

linux exec的用法


说是exec系统调用，实际上在Linux中，并不存在一个exec()的函数形式，exec指的是一组函数，一共有6个，分别是：
#include


extern char **environ;
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);


int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
 
其中只有execve是真正意义上的系统调用，其它都是在此基础上经过包装的库函数。


exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。


与一般情况不同，exec函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段，数据段和堆栈等都已经被新的内容取代，只留下进程ID等一些表面上的信息仍保持原样，颇有些神似"三十六计"中的"金蝉脱壳"。看上去还是旧的躯壳，却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了，它们才会返回一个-1，从原程序的调用点接着往下执行。
 
现在我们应该明白了，Linux下是如何执行新程序的，每当有进程认为自己不能为系统和拥护做出任何贡献了，他就可以发挥最后一点余热，调用任何一个exec，让自己以新的面貌重生；或者，更普遍的情况是，如果一个进程想执行另一个程序，它就可以fork出一个新进程，然后调用任何一个exec，这样看起来就好像通过执行应用程序而产生了一个新进程一样。


事实上第二种情况被应用得如此普遍，以至于Linux专门为其作了优化，我们已经知道，fork会将调用进程的所有内容原封不动的拷贝到新产生的子进程中去，这些拷贝的动作很消耗时间，而如果fork完之后我们马上就调用exec，这些辛辛苦苦拷贝来的东西又会被立刻抹掉，这看起来非常不划算，于是人们设计了一种"写时拷贝（copy-on-write）"技术，使得fork结束后并不立刻复制父进程的内容，而是到了真正实用的时候才复制，这样如果下一条语句是exec，它就不会白白作无用功了，也就提高了效率。


返回值
如果执行成功则函数不会返回，执行失败则直接返回-1，失败原因存于errno 中。
大家在平时的编程中，如果用到了exec函数族，一定记得要加错误判断语句。因为与其他系统调用比起来，exec很容易受伤，被执行文件的位置，权限等很多因素都能导致该调用的失败。最常见的错误是：
1.找不到文件或路径，此时errno被设置为ENOENT； 
2.数组argv和envp忘记用NULL结束，此时errno被设置为EFAULT； 
3.没有对要执行文件的运行权限，此时errno被设置为EACCES。


l表示以参数列表的形式调用
v表示以参数数组的方式调用
e表示可传递环境变量
p表示PATH中搜索执行的文件，如果给出的不是绝对路径就会去PATH搜索相应名字的文件，如PATH没有设置，则会默认在/bin,/usr/bin下搜索。
另：调用时参数必须以NULL结束。原进程打开的文件描述符是不会在exec中关闭的，除非用fcntl设置它们的“执行时关闭标志（close on exec）”而原进程打开的目录流都将在新进程中关闭。
例子：
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
char *envp[]={"PATH=/tmp", "USER=lei", "STATUS=testing", NULL};
char *argv_execv[]={"echo", "excuted by execv", NULL};
char *argv_execvp[]={"echo", "executed by execvp", NULL};
char *argv_execve[]={"env", NULL};
if(fork()==0) {
if(execl("/bin/echo", "echo", "executed by execl", NULL)<0)
perror("Err on execl");
}
if(fork()==0) {
if(execlp("echo", "echo", "executed by execlp", NULL)<0)
perror("Err on execlp");
}
if(fork()==0) {
if(execle("/usr/bin/env", "env", NULL, envp)<0)
perror("Err on execle");
}
if(fork()==0) {
if(execv("/bin/echo", argv_execv)<0)
perror("Err on execv");
}
if(fork()==0) {
if(execvp("echo", argv_execvp)<0)
perror("Err on execvp");
}
    if(fork()==0) {
        if(execve("/usr/bin/env", argv_execve, envp)<0)
            perror("Err on execve");
    }
}