二十五、Linux 进程与信号---exec函数

25.1 介绍

• 在用 fork 函数创建子进程后，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，该进程完全由新程序代换，替换原有进程的正文，而新程序则从其 main 函数开始执行。因为调用 exec 并不创建新进程，所以前后的进程 ID 并未改变。exec 只是用另一个新程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段。
• exec 函数族也称为代码替换函数族

25.1.1 函数说明

#include <unistd.h>
int execl(const char * path,const char * arg,....);
int execv (const char * path, char * const argv[ ]);
int execle(const char * path,const char * arg,....,char *const envp[]);
int execve(const char * filename,char * const argv[ ],char * const envp[ ]);
int execvp(const char *file ,char * const argv []);
int execlp(const char * file,const char * arg,……)；

• 函数功能：
  • execl()用来执行参数 path 字符串所代表的文件路径，接下来的参数代表执行该文件时传递过去的argv(0)、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束。

  • execv() 用来执行参数 path 字符串所代表的文件路径，与 execl() 不同的地方在于 execve() 只需两个参数，第二个参数利用数组指针来传递给执行文件。

  • execle() 是用来执行参数 path 字符串所代表的文件路径，并为新程序复制最后一个参数所指示的环境变量。接下来的参数代表执行该文件时传递过去的argv(0)、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束。
  • execve()用来执行参数 filename 字符串所代表的文件路径，第二个参数系利用数组指针来传递给执行文件，最后一个参数则为传递给执行文件的新环境变量数组。
  • execvp()会从PATH 环境变量所指的目录中查找符合参数file 的文件名，找到后便执行该文件，然后将第二个参数argv传给该欲执行的文件。
  • execlp() 会从 PATH 环境变量所指的目录中查找符合参 file 的文件名，找到后便执行该文件，然后将第二个以后的参数当做该文件的 argv[0]、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针 (NULL) 作结束。　　
• 返回值
  • 出错返回 -1，错误码存放，成功则不返回　　
• 错误码
  • EACCES
    • 欲执行的文件不具有用户可执行的权限。　
    • 欲执行的文件所属的文件系统是以 noexec 方式挂上。
    • 欲执行的文件或 script 翻译器非一般文件。
  • EPERM　
    • 进程处于被追踪模式，执行者并不具有 root 权限，欲执行的文件具有 SUID 或 SGID 位。
    • 欲执行的文件所属的文件系统是以 nosuid 方式挂上，欲执行的文件具有 SUID 或 SGID 位元，但执行者并不具有 root 权限。

• • E2BIG 参数数组过大
  • ENOEXEC 无法判断欲执行文件的执行文件格式，有可能是格式错误或无法在此平台执行。
  • EFAULT 参数 filename 所指的字符串地址超出可存取空间范围。
  • ENAMETOOLONG 参数 filename 所指的字符串太长。
  • ENOENT 参数 filename 字符串所指定的文件不存在。
  • ENOMEM 核心内存不足
  • ENOTDIR 参数 filename 字符串所包含的目录路径并非有效目录
  • EACCES 参数 filename 字符串所包含的目录路径无法存取，权限不足
  • ELOOP 过多的符号连接
  • ETXTBUSY 欲执行的文件已被其他进程打开而且正把数据写入该文件中
  • EIO I/O 存取错误
  • ENFILE 已达到系统所允许的打开文件总数。
  • EMFILE 已达到系统所允许单一进程所能打开的文件总数。
  • EINVAL 欲执行文件的ELF执行格式不只一个PT_INTERP节区
  • EISDIR ELF翻译器为一目录
  • ELIBBAD ELF翻译器有问题
• 注意点
  • execve 函数为系统调用，其余为库函数。执行 execve 函数后面的代码不执行
  • execlp 和 execvp 函数中的 path，相对和绝对路径均可使用，其他四个函数中的 path 只能使用绝对路径。相对路径一定要在进程环境表对应的 PATH 中。
  • argv 参数为新程序执行 main 函数中传递的  argv 参数，最后一个元素为 NULL
  • envp 为进程环境表　　

• 六个函数都使以 "exec"四个字母开头的，后面的字母表示了其用法上的区别：
  • 带有字母 " l " 的函数，表明后面的参数列表是要传递给程序的参数列表，参数列表的第一个参数必须是 要执行的程序，最后一个参数必须是 NULL
  • 带有字母 “ p ”的函数，第一个参数可用是相对路径或程序名，如果无法立即找到要执行的程序，那么就在环境变量 PATH 指定的路径中搜索。其他函数的第一个参数必须是绝对路径
  • 带有字母 " v "的函数，表明程序的参数列表通过一个字符串数组来传递。这个数组和最后传递给程序的 main 函数的字符串数据 argv 完全一样。第一个参数必须是程序名，最后一个参数也必须是 NULL
  • 带有字母 " e " 的函数，用户可用自己设置程序接收一个设置环境变量的数组

　　六个函数之间的关系如下：　　

　　

25.2 例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

char *cmd1 = "cat";    //相对路径
char *cmd2 = "/bin/cat";//绝对路径
char *argv1 = "/etc/passwd";
char *argv2 = "/etc/group";


int main(void)
{
    pid_t pid;
    if((pid = fork()) < 0){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        //子进程调用 exec 函数执行新的程序
        //execl 不带 p 需要用绝对路径的
        if(execl(cmd2, cmd1, argv1, argv2, NULL) < 0) {
            perror("execl error");
            exit(1);
        } else {
            printf("execl %s success
", cmd1);
        }
    }

    wait(NULL);
    printf("=================================
");

    if((pid = fork()) < 0){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        
        char *argv[4] = {cmd1, argv1, argv2, NULL};
        if(execvp(cmd1, argv) < 0) {
            perror("execl error");
            exit(1);
        } else {
            printf("execvp %s success
", cmd1);
        }
    }

    wait(NULL);
    printf("=================================
");
    return 0;
}