Linux函数exec

一、概述：
当用fork函数创建新的子进程后，子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当程序调用一种exec函数时，该进程执行的程序完全替换为新程序，而新程序则从其main函数开始执行。因为调用exec并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。exec只是用磁盘上的一个新程序替换了当前进程的正文段、数据段、堆段和栈段。

三、有7种不同的exec函数可供使用，它们常常被统称为exec函数。

       #include <unistd.h>extern char **environ;1.     int execl(const char *path, const char *arg, ...);
2.     int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
3.     int execle(const char *path, const char *arg,..., char * const envp[]);
4.     int execv(const char *path, char *const argv[]);
5.     int execvp(const char *file, char *const argv[]);
6.     int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);

（我们只讲其中的execl,execlp,execvp）
参数：
*path：可执行文件的路径名。
*arg：可执行程序所带的参数，第一个参数为可执行文件名字，没有带路经且arg必须以NULL结束。
*file：如果参数file中包含/，则就将其视为路径名，否则就按PATH环境变量，在它所指定的各目录中搜寻可执行文件。

函数名中的字符可以帮助理解和分辨：
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。

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。

二、exec族函数的作用
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。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。

三、实例1：在执行文件execl.c过程中调用execl，从而执行echoarg.c。

文件：echoarg.c

#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{int i = 0;for(i = 0; i < argc; i++){printf("argv[%d]: %s\n",i,argv[i]);}return 0;
}

只编译运行echoarg.c结果如下：

文件：execl.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{printf("before execl\n");if(execl("./echoarg","file1","file2",NULL) == -1){printf("execl failed!\n");perror("why");}printf("after execl\n");return 0;
}

注：perror(s) 用来将上一个函数发生错误的原因输出到标准设备(stderr)。参数 s 所指的字符串会先打印出，后面再加上错误原因字符串。此错误原因依照全局变量errno的值来决定要输出的字符串。

若调用execl失败，返回-1，然后开始执行 printf(“after execl\n”);（打印"after execl"）。
若成功则不执行 printf(“after execl\n”);（不打印"after execl"）。

四、实例2：
我们都知道ls命令是linux下最常用的命令之一,用来列出目录下的文件。我们也可以调用execl来执行ls的命令。

ls指令运行结果：

我们可以通过whereis ls 指令来获得ls的文件路径。

execl.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{printf("before execl\n");if(execl("/bin/ls","ls",NULL,NULL) == -1){printf("execl failed!\n");perror("why");}printf("after execl\n");return 0;
}

编译运行结果如下：

ls -l则会把详细列表打印出来：

可以尝试在execl函数的第三个参数写为“-l”：
execl.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{printf("before execl\n");if(execl("/bin/ls","ls","-l",NULL) == -1){printf("execl failed!\n");perror("why");}printf("after execl\n");return 0;
}

编译运行结果如下：

五、实例3：获取日期和时间
Linux指令date 可以用来显示或设定系统的日期与时间

我们也可以调用execl函数来获取日期和时间（原理同实例2相同）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{printf("before execl\n");if(execl("/bin/date","date",NULL,NULL) == -1){printf("execl failed!\n");perror("why");}printf("after execl\n");return 0;
}

编译运行结果如下：

六、在前面几个实例中调用函数execl第一个参数需要给出绝对路径，而函数execlp通过环境变量PATH查找到可执行文件（如实例6的“date”）。

实例6：execlp.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{printf("before execlp\n");if(execlp("date","date",NULL,NULL) == -1){printf("execlp failed!\n");perror("why");}printf("after execlp\n");return 0;
}

实例7.execvp.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{printf("before execvp\n");char *argv[] = {"data",NULL,NULL};if(execvp("date",argv) == -1) {printf("execvp failed!\n");perror("why");}printf("after execvp\n");return 0;
}

与execlp不同，execvp以参数数组的方式调用。

七、前面在讲函数fork和vfork中我们提到：
fork有以下两种用法。
（1）一个父进程希望复制自己，使父进程和子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务进程中是常见的—父进程等待客户端的服务请求。当这种请求到达时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求。
（2）一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。在这种情况下，子进程从返回后立刻调用exec。

所以我们可以把fork和exec配合使用。

实例8：通过调用fork创建子进程来对文件进行更改。
TEST.config

SPEED=3
LENG=9
SCORE=9
LEVEL=0

change.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{int  fdsrc;char *readbuf=NULL;if(argc!=2){printf("param error\ni");exit(-1);}fdsrc=open(argv[1],O_RDWR);int size=lseek(fdsrc,0,SEEK_END);lseek(fdsrc,0,SEEK_SET);readbuf=(char *)malloc(sizeof(size)+8);int n_read=read(fdsrc,readbuf,size);char *p=strstr(readbuf,"LENG=");if(p==NULL){printf("not found\n");exit(-1);}p=p+strlen("LENG=");*p='5';lseek(fdsrc,0,SEEK_SET);int n_write=write(fdsrc,readbuf,strlen(readbuf));close(fdsrc);return 0;
}

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>int main()
{pid_t pid;int data = 0;while(1){printf("please input a data\n");scanf("%d",&data);if(data==1){pid=fork();if(pid>0){wait(NULL);}if(pid==0){execl("./change","change","TEST.config",NULL);}}else{printf("wait...\n");}}return 0;
}

demo.c中调用当输入data = 1时，函数fork创建子进程，子进程调用execl来执行change(可执行文件)，在change中对TEST.config进行更改。
文件TEST.config中"LENG"被修改成了9。

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