linux--exec函数族浅析

本篇博客经参考资料1整理、修改而成。

1 exec 函数执行时，是用一个全新的程序代替了当前进程的正文、数据、堆栈段，但是它并没有改变进程ID，执行后进程ID依旧是之前的进程ID。其函数原型如下：

     #include <unistd.h>extern char **environ;int execl(const char *pathname, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);int execle(const char *pathname, const char *arg, .../*, (char *) NULL, char *const envp[] */);int execv(const char *pathname, char *const argv[]);int execvp(const char *file, char *const argv[]);int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);

此6个函数按照exec后面的参数可以分为以下3类：

（1）带‘l’的。l是list，是指函数的参数以list的形式出现的，参数形式如下：arg0,arg1...argn，最后一个参数须以(char *)NULL结束。主要函数有execl(), execlp(), execle()。通常情况下，第一个参数是路径名，如果是完整路径名，则执行完整路径名，如果只是文件名，则从进程当前工作目录寻找。

程序1：execl.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char *argv[])
{printf("before execl\n");if(execl("/bin/ls","ls","-l",(char *)0)==-1){fprintf(stderr,"execl error ,error is %d,msg is %s\n",errno,strerror(errno));}printf("after execl\n");exit(0);
}

程序执行后，会用全新的程序替代当前进程，执行结果如下：

可以看出，程序执行结束后，"after execl" 没有打印出来，因为进

程上下文已被切换成新的，原程序不再执行。如果pathname 使用文件名，当从当前工作目录查找，如果查找不到，便会出错。

修改execl.c源文件中的execl行为（execl2.c）：

if(execl("ls","ls","-l",(char *)0)==-1)

显示找不到文件，后main继续执行，打印出了“after execl”。如果更改工作目录为/bin，因为/bin目录有ls的执行文件，所以程序执行结果一样成功，类似第一个结果截图。

（2）带‘v’的，v 是vector，代表参数是以vector的形式出现，参数个数总数为2个，第二个参数为指针数组char *const argv[]，代表了后面的参数以指数组的形式出现，并且以空指针NULL结束。主要函数有execv(), execvp(), execvpe()。第一个参数pathname的意义与execl的第一个参数pathname 相同。

源程序execv.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(void)
{printf("before execl\n");char *argv[]={"ls","-l",(char *)0};if(execv("/bin/ls",argv)==-1){fprintf(stderr,"execv error ,error is %d,msg is %s\n",errno,strerror(errno));}printf("after execl\n");exit(0);
}

执行结果如下：

（3）带‘p’的，p 代表“PATH”，是指程序的第一个参数filename ，是从当前环境变量PATH值寻找，即如果第一个参数不是完整路径的话，将从PATH寻找可执行文件，也包括当前工作目录。如果第一个参数中有‘/’，则PATH寻找过程被忽略。主要函数有：execlp(), execvp(), execvpe()。

源程序execlp.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char *argv[])
{printf("before execl\n");if(execlp("ls","ls","-l",(char *)0)==-1){fprintf(stderr,"execlp error ,error is %d,msg is %s\n",errno,strerror(errno));}printf("after execl\n");exit(0);
}

执行结果如下

因为新建的文件越来越多，所以输出结果会相应的增加。

（4）带‘e’的。'e'代表environment，是指程序将当前的环境变量替换为参数char *const envp[]指向的环境表，并执行程序。这样的函数都有带有一个参数char *const envp[]，出现在函数参数表中的位置均为最后一个位置。主要的函数有两个execle(), execvpe()，就是其它四个函数是用调用进程的环境表environ来执行，而这两个函数是用envp 代替environ 来执行，envp 是一个指针数组，以NULL 结束。

以下程序先打印当前环境表envrion的值，然后创建新环境表，并打印出来。

源程序：printenv.c

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>extern char **environ;int main(void)
{
char **p=environ;
while(*p)
{
printf("%s\n",*p);
p++;
}
exit(0);
}

输出执行文件，gcc printenv.c -o printenv ，

源程序execl3.c，先打印当前进程的环境表

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char *argv[])
{printf("before execl\n");if(execl("printenv","printenv",(char *)0)==-1){fprintf(stderr,"execl error ,error is %d,msg is %s\n",errno,strerror(errno));}printf("after execl\n");exit(0);
}

输出结果是进程中当前环境表的值

然后利用execle 函数打印新环境表的值

源程序execle.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char *argv[])
{printf("before execl\n");char * envp[]={"AA=11","BB=22","cc=33",NULL};if(execle("printenv","printenv",(char *)0,envp)==-1){fprintf(stderr,"execle error ,error is %d,msg is %s\n",errno,strerror(errno));}printf("after execl\n");exit(0);
}

输出结果如下：

可以看到环境表已经替换。

2 函数返回值。

上述6个函数，没有正确返回值，只有出错返回值，出错时，函数返回-1，并赋值errno,常见的错误码如下：

（1）E2BIG：envp,arg0等参数表太大

（2）EACCES ：第一个参数执行权限不允许

（3）ENOENT：第一个参数文件或路径不存在

（4）ENOEXE 执行文件出错

3 补充

exec函数执行成功时，执行新程序的进程除了进程ID 不变外，还有下面项保持不变。

（1）进程ID 和父进程ID

（2）实际用户ID和实际组ID

（3）附加组ID

（4）进程组ID
（5）会话ID

（6）控制终端

（7）闹钟尚预留时间

（8）当前工作目录

（9）根目录

（10）文件模式创建屏蔽字

（11）文件锁

（12）进程信号屏蔽

（13）未处理信号

（14）资源限制

（15）tms_utime、tsm_stime、tms_cutime、tms_cstime

(16)environ(带‘e’函数的除外)。

参考资料：

（1）https://www.cnblogs.com/mickole/p/3187409.html

（2）https://man7.org/linux/man-pages/man3/execl.3.html

（3）https://man7.org/linux/man-pages/man2/execve.2.html

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