linux进程---exec族函数(execl, execlp, execle, execv, execvp, execvpe)

exec族函数函数的作用：

我们用fork函数创建新进程后，经常会在新进程中调用exec函数去执行另外一个程序。当进程调用exec函数时，该进程被完全替换为新程序。因为调用exec函数并不创建新进程，所以前后进程的ID并没有改变。

exec族函数定义：

　　可以通过这个网站查询：linux函数查询
功能：
　　在调用进程内部执行一个可执行文件。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。
函数族：
　　exec函数族分别是：execl, execlp, execle, execv, execvp, execvpe
函数原型：

#include <unistd.h>
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 execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);

返回值：
　　exec函数族的函数执行成功后不会返回，调用失败时，会设置errno并返回-1，然后从原程序的调用点接着往下执行。
参数说明：
path：可执行文件的路径名字
arg：可执行程序所带的参数，第一个参数为可执行文件名字，没有带路径且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。

exec族函数参数极难记忆和分辨，函数名中的字符会给我们一些帮助：
l : 使用参数列表
p：使用文件名，并从PATH环境进行寻找可执行文件
v：应先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组的地址作为这些函数的参数。
e：多了envp[]数组，使用新的环境变量代替调用进程的环境变量

下面将exac函数归为带l、带p、带v、带e 四类来说明参数特点。

一、带l的一类exac函数（l表示list），包括execl、execlp、execle，要求将新程序的每个命令行参数都说明为 一个单独的参数。这种参数表以空指针结尾。
以execl函数为例子来说明：

//文件execl.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
//函数原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);

int main(void)
{
    printf("before execl\n");
    if(execl("./bin/echoarg","echoarg","abc",NULL) == -1)
    {
        printf("execl failed!\n");      
    }
    printf("after execl\n");
    return 0;
}

//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;
}

实验结果：

ubuntu:~/test/exec_test$ ./execl
before execl****
argv[0]: echoarg
argv[1]: abc

实验说明：
我们先用gcc编译echoarg.c，生成可执行文件echoarg并放在当前路径bin目录下。文件echoarg的作用是打印命令行参数。然后再编译execl.c并执行execl可执行文件。用execl 找到并执行echoarg，将当前进程main替换掉，所以”after execl” 没有在终端被打印出来。

二、带p的一类exac函数，包括execlp、execvp、execvpe，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。举个例子，PATH=/bin:/usr/bin

//文件execl_no_path.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
//函数原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int main(void)
{
    printf("before execl****\n");
    if(execl("ps","ps","-l",NULL) == -1)
    {
        printf("execl failed!\n");
    }   
    printf("after execl*****\n");
    return 0;
}

实验结果：

ubuntu:~/test/exec_test$ gcc execl_no_path.c -o execl_no_path
ubuntu:~/test/exec_test$ ./execl_no_path 
before execl****
execl failed!
after execl*****

上面这个例子因为参数没有带路径，所以execl找不到可执行文件。
下面再看一个例子对比一下：

//文件execlp.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
//函数原型：int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int main(void)
{
    printf("before execlp****\n");
    if(execlp("ps","ps","-l",NULL) == -1)
    {
        printf("execlp failed!\n");
    }
    printf("after execlp*****\n");
    return 0;
}

实验结果：

ubuntu:~/test/exec_test$ gcc execlp.c -o execlp
ubuntu:~/test/exec_test$ ./execlp
before execlp****
F S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
0 R  1048 35976 74920  0  80   0 -  2860 -      pts/4    00:00:00 ps
0 S  1048 74920 74916  0  80   0 -  7579 wait   pts/4    00:00:00 bash

从上面的实验结果可以看出，上面的exaclp函数带p，所以能通过环境变量PATH查找到可执行文件ps

三、带v不带l的一类exac函数，包括execv、execvp、execve，应先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组的地址作为这些函数的参数。
如char *arg[]这种形式，且arg最后一个元素必须是NULL，例如char *arg[] = {“ls”,”-l”,NULL};
下面以execvp函数为例说明：

//文件execvp.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
//函数原型：int execvp(const char *file, char *const argv[]);

int main(void)
{
    printf("before execlp****\n");
    char *argv[] = {"ps","-l",NULL};
    if(execvp("ps",argv) == -1) 
    {
        printf("execvp failed!\n");     
    }
    printf("after execlp*****\n");
    return 0;
}

实验结果：

ubuntu:~/test/exec_test$ gcc execvp.c -o execvp
ubuntu:~/test/exec_test$ ./execvp
before execlp****
F S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
0 R  1048 63491 74920  0  80   0 -  2860 -      pts/4    00:00:00 ps
0 S  1048 74920 74916  0  80   0 -  7579 wait   pts/4    00:00:00 bash

四、带e的一类exac函数，包括execle、execvpe，可以传递一个指向环境字符串指针数组的指针。 参数例如char *env_init[] = {“AA=aa”,”BB=bb”,NULL}; 带e表示该函数取envp[]数组，而不使用当前环境。
下面以execle函数为例：

//文件execle.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
//函数原型：int execle(const char *path, const char *arg,..., char * const envp[]);

char *env_init[] = {"AA=aa","BB=bb",NULL};
int main(void)
{
    printf("before execle****\n");
        if(execle("./bin/echoenv","echoenv",NULL,env_init) == -1)
        {
                printf("execle failed!\n");
        }       
    printf("after execle*****\n");
    return 0;
}

//文件echoenv.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
extern char** environ;
int main(int argc , char *argv[])
{
    int i;
    char **ptr;
    for(ptr = environ;*ptr != 0; ptr++)
        printf("%s\n",*ptr);
    return 0;
}

实验结果：

ubuntu:~/test/exec_test$ gcc execle.c -o execle
ubuntu:~/test/exec_test$ ./execle
before execle****
AA=aa
BB=bb

我们先写一个显示全部环境表的程序，命名为echoenv.c，然后编译成可执行文件放到./bin目录下。然后再运行可执行文件execle，发现我们设置的环境变量确实有传进来。