exec函数族

简介

exec函数族，顾名思义，就是一簇函数，他把当前进程映像替换成新的程序文件，而且该程序通常main函数开始执行！

说是exec系统调用，实际上在Linux中，并不存在一个exec()的函数形式，exec指的是一组函数，一共有6个，分别是：

#include

extern char **environ;

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[]);

其中只有execve是真正意义上的系统调用，其它都是在此基础上经过包装的库函数。

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，如果不是可以执行的文件，那么就解释成为一个shell文件，sh **执行！

深入

上面6条函数看起来似乎很复杂，但实际上无论是作用还是用法都非常相似，只有很微小的差别。

参数argc指出了运行该程序时命令行参数的个数，数组argv存放了所有的命令行参数，数组envp存放了所有的环境变量。环境变量指的是一组值，从用户登录后就一直存在，很多应用程序需要依靠它来确定系统的一些细节，我们最常见的环境变量是PATH，它指出了应到哪里去搜索应用程序，如/bin；HOME也是比较常见的环境变量，它指出了我们在系统中的个人目录。环境变量一般以字符串"XXX=xxx"的形式存在，XXX表示变量名，xxx表示变量的值。

值得一提的是，argv数组和envp数组存放的都是指向字符串的指针，这两个数组都以一个NULL元素表示数组的结尾。

现在来看一下exec函数族，先把注意力集中在execve上：

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

execve第1个参数path是被执行应用程序的完整路径，第2个参数argv就是传给被执行应用程序的命令行参数，第3个参数envp是传给被执行应用程序的环境变量。

在这里有点要注意，不管是arg0，还是argv[0]都必须是程序的可执行文件的名字，比如：

execl("/bin/echo", "echo", "executed by execl", NULL)中的echo；

execl("/bin/ls", "ls", "/azuo", "-la", (char *)0 )中的ls；

execlp("echo", "echo", "executed by execlp", NULL)中的echo；

留心看一下这6个函数还可以发现，前3个函数都是以execl开头的，后3个都是以execv开头的，它们的区别在于，execv开头的函数是以"char *argv[]"这样的形式传递命令行参数，而execl开头的函数采用了我们更容易习惯的方式，把参数一个一个列出来，然后以一个NULL表示结束。这里的NULL的作用和argv数组里的NULL作用是一样的。

这里建议使用 (char *)0 代替NULL。

在全部6个函数中，只有execle和execve使用了char *envp[]传递环境变量，其它的4个函数都没有这个参数，这并不意味着它们不传递环境变量，这4个函数将把默认的环境变量不做任何修改地传给被执行的应用程序。而execle和execve会用指定的环境变量去替代默认的那些。

还有2个以p结尾的函数execlp和execvp，咋看起来，它们和execl与execv的差别很小，事实也确是如此，除execlp和 execvp之外的4个函数都要求，它们的第1个参数path必须是一个完整的路径，如"/bin/ls"；而execlp和execvp的第1个参数 file可以简单到仅仅是一个文件名，如 "ls"，这两个函数可以自动到环境变量PATH制定的目录里去寻找。

实战

程序一 /*a.c*/

#include 
#include 
int main(void) {
        execl("/bin/ls", "ls",  "/azuo", "-la", (char *)0 );
}

输出：

[root@BTazuo ~]# ./a.out
总计 90028
drwxr-xr-x  4 root root     4096 04-14 13:31 .
drwxr-xr-x 27 root root     4096 2008-04-15 ..
-rwxr-xr-x  1 root root    32091 04-13 20:12 1_13440512a.jpg
-rwxr-xr-x  1 root root 35588346 03-27 20:49 2006德国世界杯主题曲-国外歌曲.rm
-rwxr-xr-x  1 root root 55386857 04-13 21:32 AdobeReader_chs-7.0.0-2.i386.rpm
-rwxr-xr-x  1 root root   361598 04-13 20:12 ceM3CgQxrMFZA.jpg
-rwxr-xr-x  1 root root   174772 04-13 20:12 ceyekJhxKQCR.jpg
drwxr-xr-x  2 root root     4096 04-14 13:31 chm文档查看器
-rwxr-xr-x  1 root root    62043 04-13 17:22 posix多线程编程.tar.z
drwxr-xr-x 39 root root     4096 04-13 17:23 unpv13e
-rwxr-xr-x  1 root root   427480 04-13 17:22 unpv13e.tar.gz

程序二 /* e.c */

/* e.c */
#include 
main()
{
         char *envp[]={"PATH=/tmp", "USER=lei", "STATUS=testing", NULL};
         char *argv_execv[]={"echo", "excuted by execv", NULL};
         char *argv_execvp[]={"echo", "executed by execvp", NULL};
         char *argv_execve[]={"env", NULL};
                   if(fork()==0)
                           if(execl("/bin/echo", "echo", "executed by execl", NULL)<0)
                                    perror("Err on execl");
                   if(fork()==0)
                        if(execlp("echo", "echo", "executed by execlp", NULL)<0)
                                perror("Err on execlp");
                   if(fork()==0)
                             if(execle("/usr/bin/env", "env", NULL, envp)<0)
                            perror("Err on execle");
                   if(fork()==0)
                                 if(execv("/bin/echo", argv_execv)<0)
                                perror("Err on execv");
                   if(fork()==0)
                         if(execvp("echo", argv_execvp)<0)
                                perror("Err on execvp");
                   if(fork()==0)
                         if(execve("/usr/bin/env", argv_execve, envp)<0)
                                    perror("Err on execve");
}

程序里调用了2个Linux常用的系统命令，echo和env，echo会把后面跟的命令行参数原封不动的打印出来，env用来列出所有环境变量。

由于各个子进程执行的顺序无法控制，所以有可能出现一个比较混乱的输出--各子进程打印的结果交杂在一起，而不是严格按照程序中列出的次序。

编译并运行：

[root@BTazuo ~]# gcc -o e e.c
[root@BTazuo ~]# ./e
executed by execl
PATH=/tmp
USER=lei
STATUS=testing
excuted by execv
executed by execvp
PATH=/tmp
USER=lei
STATUS=testing
executed by execlp

execle输出的结果跑到了execlp前面。

如果用到了exec函数族，一定记得要加错误判断语句。因为与其他系统调用比起来，exec很容易受伤，被执行文件的位置，权限等很多因素都能导致该调用的失败。最常见的错误是：

1. 找不到文件或路径，此时errno被设置为ENOENT；

2. 数组argv和envp忘记用NULL结束，此时errno被设置为EFAULT；

3. 没有对要执行文件的运行权限，此时errno被设置为EACCES。