【Linux】进程中的替换函数（exec）

摘要：本文主要讲述如何在进程中运行新代码，以及exec系列函数的基本使用方法.

在进程中运行新代码

    用函数fork创建子进程后，如果希望在当前子进程中运行新的程序，可以调用exec函数执行另一个程序.当进程调用exec函数时，该进程用户空间资源（正文、数据、堆和栈）完全由新程序替代，新程序则从main函数开始执行.因为调用exec函数并没有创建新的进程，所以前后的进程ID并没有改变，也即内核信息基本不做修改.
    exec系列函数共有7函数可供使用，这些函数的区别在于：指示新程序的位置是使用路径还是文件名，如果是使用文件名，则在系统的PATH环境变量所描述的路径中搜索该程序；在使用参数时使用参数列表的方式还是使用argv[]数组的方式.

1.exec系列函数

函数定义：
    #include <unistd.h>
    int execl(const char *pathname， const char *arg0， ... /* (char *)0 */ );
    int execv(const char *pathname， char *const argv[]);
    int execle(const char *pathname， const char *arg0， .../* (char *)0， char *const envp[] */ );
    int execve(const char *pathname， char *const argv[]， char *const envp[]);
    int execlp(const char *filename， const char *arg0， ... /* (char *)0 */ );
    int execvp(const char *filename， char *const argv[]);
    int fexecve(int fd， char *const argv[]， char *const envp[]);
返回值：如果执行成功将不返回，否则返回-1，失败代码存储在errno中.
    前4个函数取路径名作为参数，后两个是取文件名作为参数，最后一个是以一个文件描述符作为参数.

规律：

l(list)：表示参数采用列表

v(vector):参数采用数组

p(path):有p自动搜索环境变量PATH

e(env):表示自己维护环境变量

 

2.函数具体分析

    当指定filename作为参数时：
1）如果filename中包含/，则将其视为路径名.
2）否则就按PATH环境变量，在它所指的各目录搜寻可执行文件.

2.1 execl()函数

int execl(const char *pathname， const char *arg0， ... /* (char *)0 */ );
    execl()函数用来执行参数path字符串所指向的程序，第二个及以后的参数代表执行文件时传递的参数列表，最后一个参数必须是空指针以标志参数列表为空.
例子1：演示exec()函数的基本使用.

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <stdlib.h>

int main()

{

        pid_t pid;

        pid = fork();

        if(pid<0)

        {

                printf("error fork:%m\n");

                exit(-1);

        }

        else if(pid==0)

        {

                //

                execl("/bin/ls"，"ls"，"-l"，"/etc"，(char *)0);

        }

        else

        {

                printf("parent process\n");

        }

        return 0;

}

2.2 execle()函数

int execle(const char *pathname， const char *arg0， .../* (char *)0， char *const envp[] */ );
    execle()函数用来执行参数path字符串所指向的程序，第二个及以后的参数代表执行文件时传递的参数列表，最后一个参数必须指向一个新的环境变量数组，即新执行程序的环境变量.
例子2：

#include <unistd.h>

int main(int argc， char *argv[]， char *env[])

{

        execle("/bin/ls"，"ls"，"-l"， "/etc"，(char *)0，env);

        return 0;

}

2.3 execlp()函数

int execlp(const char *filename， const char *arg0， ... /* (char *)0 */ );
    execlp()函数会从PATH环境变量所指的目录中查找文件名为第一个参数指示的字符串，找到后执行该文件，第二个及以后的参数代表执行文件时传递的参数列表，最后一个参数必须是空指针.
例子3：

#include <unistd.h>

 

int main()

{

        execlp("ls"， "ls"， "-l"， "/etc"， (char *)0);

        return 0;

}

2.4 execv()函数

int execv(const char *path， char *const argv[]);
    execv()函数函数用来执行参数path字符串所指向的程序，第二个为数组指针维护的程序参数列表，该数组的最后一个成员必须是空指针.
例子4：

#include <unistd.h>

 

int main()

{

        char *argv[] = {"ls"， "-l"， "/etc"， (char *)0};

        execv("/bin/ls"， argv);

        return 0;

}

2.5 execvp()函数

int execvp(const char *file， char *const argv[]);
   execvp()函数会从PATH环境变量所指的目录中查找文件名为第一个参数指示的字符串，找到后执行该文件，第二个及以后的参数代表执行文件时传递的参数列表，最后一个成员必须是空指针.
例子5：

#include <unistd.h>

 

int main()

{

        char *argv[] = {"ls"， "-l"， "/etc"， (char *)0};

        execvp("ls"， argv);

        return 0;

}

 

事实上上边的这五个函数最终调用的还是execve（）函数。

他们的关系如下图所示：