Linux系统编程之exec函数簇的使用:剖析exec函数簇的实现原理、参数解释和用法技巧

简介: Linux系统编程之exec函数簇的使用:剖析exec函数簇的实现原理、参数解释和用法技巧

exec函数

在Linux中,并不存在exec()函数,exec指的是一组函数,一共有6个,分别是:

#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 execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
int fexecve(int fd, char *const argv[], char *const envp[]);
//和execve执行相同的任务,文件描述符fd必须的只读并且调用者对此文件得有执行权限。

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。

对于exec系列函数一个进程一旦调用exec类函数,它本身就“死亡”了,系统把代码段替换成新的程序的代码,废弃原有的数据段和堆栈段,并为新程序分配新的数据段与堆栈段,唯一留下的,就是进程号,也就是说,对系统而言,还是同一个进程,不过已经是另一个程序了。不过exec类函数中有的还允许继承环境变量之类的信息,这个通过exec系列函数中的一部分函数的参数可以得到。

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。

这6个函数都是以exec开头(表示属于exec函数组),后缀l、v、p、e指定函数将具有某种操作能力:

后缀 操作能力
l list(列举参数) 希望接收以逗号分隔的参数列表,列表以NULL指针作为结束标志 列举参数 :const char *arg =“ls”,“-l”,NULL 采用了罗列(list)的方式,把参数一个一个列出来,然后以一个NULL表示结束。
v vector(参数向量表/字符串数组) 希望接收到一个以NULL结尾的字符串数组的指针 char *args[]={“ls”,“-l”,NULL}; char *const argv[]=args 以"char *argv[]"(vector)形式传递命令行参数
p 是一个以NULL结尾的字符串数组指针,函数可以DOS的环境变量PATH的目录里查找子程序文件
e 函数传递指定参数envp,允许改变子进程的环境, 无后缀e时,子进程使用当前程序的环境。

exec函数簇参数


path:必须是一个完整的路径,如"/bin/ls"//调用/bin目录下的ls命令;
file:可以仅仅只是一个文件名,如"ls",这两个函数可以自动到环境变量PATH指定的目录里去查找。
envp[]:指定当前进程所使用的环境变量


exec函数簇返回值

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,只有进程ID等一些表面上的信息仍保持原样。
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。
exec函数容易失败,最常见的错误:
找不到文件或路径,此时errno被设置为ENOENT
数组argv和envp忘记用NULL结束,此时errno被设置为EFAULT
没有对要执行文件的运行权限, 此时errno被设置为EACCES


exec函数簇示例

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main(void)
{
    int childpid;  
    int i;  
      
    if (fork() == 0){  
        //child process 
        char aszInputCmd[128] = {0};
        printf("Enter the calling method\n");
        int ret=read(fileno(stdin),aszInputCmd,sizeof(aszInputCmd));
        if(ret>0)
        {
          printf("execute function immediately from %s",aszInputCmd);
          if (0 == strncmp("quit", aszInputCmd, 4))
          {
            exit(0);
          }
          else if (0 == strncmp("execv", aszInputCmd, 5) )
          {
            char * execv_str[] = {"echo", "executed by execv",NULL}; 
            if (execv("/bin/echo",execv_str) <0 ){  
                    perror("error on exec");  
                    exit(0);  
                }  
            }
          }
          else if (0 == strncmp("execve", aszInputCmd, 6))
          {
            char * execve_str[] = {"env",NULL};  
            char * env[] = {"PATH=/tmp", "USER=lei", "STATUS=testing", NULL};  
            if (execve("/bin/env",execve_str,env) <0 ){  
                perror("error on exec");  
                exit(0);  
            }
          }
          else if (0 == strncmp("execvp", aszInputCmd, 6))
          {
            char * execvp_str[] = {"echo", "executed by execvp",">>", "~/abc.txt",NULL};  
            if (execvp("echo",execvp_str) <0 ){  
                perror("error on exec");  
                exit(0);  
            } 
          }
          else if (0 == strncmp("execl", aszInputCmd, 5) )
          {
            if (execl("/usr/bin/echo","echo","executed by execl" ,NULL) <0 ){  
                perror("error on exec");  
                exit(0);  
            } 
          }
          else if (0 == strncmp("execlp", aszInputCmd, 6) )
          {
            if (execlp("echo","echo","executed by execlp" ,NULL) <0 ){  
                perror("error on exec");  
                exit(0);  
            }  
          }
          else if (0 == strncmp("execle", aszInputCmd, 6) )
          {
            char * env[] = {"PATH=/home/gateman", "USER=lei", "STATUS=testing", NULL};  
            if (execle("/bin/env","env",NULL,env) <0){  
                perror("error on exec");  
                exit(0);  
            }   
          }
        }
     //parent process  
     wait(&childpid);  
     printf("execv test done\n\n");  
 }


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