EXEC函数族

fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序（但有可能执行不同的代码分支，通过if语句对i进行判断），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序（不再回来了，即剩下没有执行完的程序等数据都被清除了）。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程（其实启动例程才是真正的程序入口地址，启动例程是调用main函数的哪个函数，先于main函数执行，启动例程由C和汇编混合编写）开始执行。调用exec并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变。

将当前进程的.text、.data替换为所要加载的程序的.text、.data，然后让进程从新的.text第一条指令开始执行，但进程ID不变，换核不换壳。

Linux使用exec函数族来执行新的程序，以新的子进程来代替原有的进程。exec函数族执行成功后不会返回（没有返回值），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所替换（因此返回值也没有意义），只是进程ID等一些表面上的信息仍然保持原样，看上去还是旧的躯壳，却已经注入了新的灵魂。只有当exec函数族执行失败了，才会返回-1，此时从exec函数族的调用点继续向下执行。所以通常我们直接在exec函数调用后直接调用perror()和exit()，无需if判断。

综上，一个进程想要再不放弃原程序的情况下，同时去执行另一个程序，可以fork一个子进程，让子进程调用exec函数族去执行另一个程序，而自己仍保持源程序的执行。

 

其实有六种以exec开头的函数，统称exec函数族：

#include <unistd.h>

extern char **environ;  //要用到这个变量，需要申明  当然也可以自己重新定义

 

int execl(const char *path, const char *arg, ...);

int execlp(const char *file, const char *arg, ...); //const char * 指针所指的内容为常量

int execv(const char *path, char *const argv[]); //char *const 指针为常量，其内容可变化

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]);

int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

 

l (list) ：命令行参数列表   p (path)：搜索file时使用path环境变量

v (vector)：使用命令行参数数组，即argv   e (environment)：使用环境变量数组，不使用进程原有的环境变量，设置新加载程序运行的环境变量，即environ，如果没有e（即不指定e这个参数），则不意味着不适用环境变量，而是把默认的环境变量（当前进程的环境变量environ）隐式传给被执行的应用程序；带上e，则用指定的环境变量去替代默认的那些环境变量，因此需要自己进行定义。

综上，l与v其实相同的参数，只是方式不一样。以上6个函数，由于有了l或v和e参数，使得函数的形参个数不定，因此属于变参函数（形参个数或类型不确定的函数）。main函数也是一个变参函数。

使用excel函数族，既可以重新加载一个用户自定义的程序，也可以加载一个系统的可执行程序，如各种命令文件。

int execlp(const char *file, const char *arg, ...);

加载一个进程（新的程序），借助PATH环境变量（不用提供完整路径，只需要提供程序文件名即可，就会自动在PATH中去查找）。      

参数1：要加载的程序的名字。该函数需要配合PATH环境变量来使用，当PATH中所有目录搜索后没有参数1则出错返回-1。该函数通常用来调用系统程序。如：ls、date、cp、cat等命令。后面的参数均为命令行参数，argv[0]  argv[1]  注意，最后一个参数必须为NULL。没有e，则默认将进程的环境变量传入到第一个参数所指定的程序中。如果有e，则先定义好environ变量，然后直接将erviron作为最后一个参数传入即可。从而，加载出一个新的进程。其它函数功能都一样，只是使用方法有些不同。注意，excelp函数是使用的进程本身的环境变量。

 

int execl(const char *path, const char *arg, ...);

加载一个进程（新的程序），通过“路径+程序名”来加载。

对比execlp，如加载"ls"命令带有-l，-F参数

execlp("ls", "ls", "-l", "-F", NULL);          使用程序名在PATH中搜索。

execl("/bin/ls", "ls", "-l", "-F", NULL);    使用参数1给出的绝对路径搜索。

上述两个函数被调用后，相当于进程重新被加载，等效执行了：ls -l -F 命令。ls为argv[0]，以此类推。在所有函数中，argv[0]的信息出错（只要形式正确，为一个字符串）不会影响程序的正常执行，依然可以获得正确结果，因为实际要传入到程序内部的参数是argv[1]及其以后的所有参数，至于argv[0]其实相当于是执行程序本身，即函数第一个参数。

 

int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]);

加载一个进程，使用自定义环境变量env。

//代码举例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == -1 ) {
        perror("fork");
        exit(1);
    } else if (pid > 0) {
            printf("I'm parent pid = %d, parentID = %d\n", getpid(), getppid());
    } else if (pid == 0) {
        sleep(3);   //子进程睡了3秒，因此会导致父进程先结束
        printf("i am child\n");
        execl("/bin/ls", "ls", "-l",  NULL);  //此时，子进程重新加载ls程序，后面代码不再执行（不再回来了）
        perror("exec");
        exit(1);
    }

    printf("-------finish...%d\n", getpid());

    return 0;
}

[[email protected] exec]# ./fork

I'm parent pid = 24375, parentID = 17448

-------finish...24375

[[email protected] exec]# i am child   //由于父进程先结束

total 89

-rwxrwxrwx. 1 root root  9901 Oct 13 09:37 execl

-rwxrwxrwx. 1 root root   285 Oct 13 09:37 execl.c

-rwxrwxrwx. 1 root root 10185 Oct 13 09:37 execlp

-rwxrwxrwx. 1 root root   474 Oct 13 09:37 execlp.c

-rwxrwxrwx. 1 root root  9805 Oct 13 09:37 exec_ps

 

//代码举例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

extern char **envrion;

int main(void)
{
    char *argvv[] = {"ls", "-l", NULL};

    //execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);   
    //execlp("ls", "ls", "-l", NULL);
    execv("/bin/ls", argvv);     //这三行的效果是一样的，后面程序不再执行

    perror("exec"); 
    exit(1);

    return 0;
}

//练习：将当前系统中的进程信息，打印到文件中。                                 

方法一： ps aux > out   //输出重定向到out文件中，且清空写入。out文件不存在，则其会自动创建。

方法二：利用exec函数族、dup2、open函数，代码如下：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
        int fd;

        fd = open("ps.out", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0664); //创建并打开一个ps.out文件，并将其截断为0。
        if(fd == -1){
                perror("open ps.out error");
                exit(1);
        }
        dup2(fd, STDOUT_FILENO);  //文件描述符重定向，将标准输出定向到ps.out文件中

        execlp("ps", "ps", "-aux", NULL);  //直接执行命令 ps -aux ,此时会输出到文件中
        perror(“execlp”);
        exit(1);
 close(fd);  //若exec成功，后面的程序不再执行了，因此关闭该文件是没有意义的。

        return 0;
}

[[email protected] exec]# ./exec_ps

[[email protected] exec]# ls

execl    execlp    exec_ps    fork    makefile  output.c  test    upper    wrapper

execl.c  execlp.c  exec_ps.c  fork.c  output    ps.out    test.c  upper.c  wrapper.c

[[email protected] exec]# ls -l ps.out

-rwxrwxrwx. 1 root root 38914 Mar 26 00:28 ps.out

分析：即使exec成功，没有通过close关闭打开的文件，但是当该进程结束后，会隐式关闭打开的文件，隐式回收各种资源。