Linux应用编程 | 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），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。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。

所谓exec函数族，其实有六种以exec开头的函数，统称exec函数：

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[]);

exec函数族一般规律

exec函数一旦调用成功即执行新的程序，不返回。只有失败才返回，错误值-1。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。

exec函数族名字很相近，使用起来也很相近，它们的一般规律如下：

l (list) 命令行参数列表

p (path) 搜素file时使用path变量

v (vector) 使用命令行参数数组

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

带l的exec函数

这类函数有：execl，execlp，execle

具体说明：表示后边的参数以可变参数的形式给出且都以一个空指针结束。这里特别要说明的是，程序名也是参数，所以第一个参数就是程序名。

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

int main()
{
	printf("process begin...\n");
	execl("/bin/ls", "ls", NULL);
	printf("process end...\n");
	return 0;
}

带p的exec函数

这类函数有：execlp，execvp

具体说明：表示第一个参数无需给出具体的路径，只需给出函数名即可，系统会在PATH环境变量中寻找所对应的程序，如果没找到的话返回－1。

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

int main()
{
	printf("process begin...\n");
	execlp("ls", "ls", "-l", NULL);
	printf("process end...\n");
	return 0;
}

带v的exec函数

这类函数有：execv，execvp

具体说明：表示命令所需的参数以char *arg[]形式给出且arg最后一个元素必须是NULL

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

int main()
{
	printf("process begin...\n");
	char *argv[] = {"ls", "-a", "-l", NULL};
	execvp("ls", argv);
	printf("process end...\n");
	return 0;
}

带e的exec函数

这类函数有：execle

具体说明：将环境变量传递给需要替换的进程，原来的环境变量不再起作用。

//execle程序

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

int main()
{
	printf("process begin...\n");
	char *envp[] = {"AA=11", "BB=22", NULL};
	execle("./env", "env", NULL, envp);
	printf("process end...\n");
	return 0;
}

//env程序

#include <stdio.h>

/* environ本质是{"HOME=/home/alvin", "SHELL=/bin/bash", ...} */
extern char **environ;

int main()
{
	int i = 0;

	for (i = 0; environ[i] != NULL; i++)
		printf("%s\n", environ[i]);
	
	return 0;
}

事实上，只有execve是真正的系统调用，其它五个函数最终都调用execve，所以execve在man手册第2节，其它函数在man手册第3节。这些函数之间的关系如下图所示。

作者介绍

本人是一名Linux应用开发工程师，目前供职于一家世界500强公司，主要负责车联网产品的研发。喜交天下好友，欢迎关注本人公众号一起学习、交流！

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