Linux进程5：exec族函数(execl, execlp, execle, execv, execvp, execvpe)总结及exec配合fork使用

野性酷女 2022-12-13 04:36 213阅读 0赞

## exec族函数(execl, execlp, execle, execv, execvp, execvpe)及exec配合fork使用 ##

**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。

**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。**

**1.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：

案例演示：进程调用execl函数去执行echoarg.c程序。  
execl函数需要去执行另外一个程序:

//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;
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][20201010112428847.png_pic_center]

execl函数代码：

//文件demo3.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("./echoarg","echoarg","abc",NULL) == -1)
        {
        
            printf("execl failed!\n");      
        }
        printf("after execl\n");
        return 0;
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][20201010112619136.png_pic_center]  
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或者./)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。  
**补充1：**

whereis ls:打印ls的绝对路径

![在这里插入图片描述][20201010113111185.png_pic_center]

if(execl("/bin/ls","ls",NULL,NULL) == -1)
    //修改后打印当前路径所有文件
    if(execl("/bin/ls","ls",”-l”,NULL) == -1)
    //以列表形式显示

**补充2：**

whereis date：获取系统的时间的路径

![在这里插入图片描述][20201010113343688.png_pic_center]

if(execl("/bin/date","date",NULL,NULL) == -1)
     //改写后，获取系统时间

**补充3：**

whereis ps: 获取系统进程ID路径

![在这里插入图片描述][20201010113632876.png_pic_center]

if(execl("/bin/ps","ps",NULL,NULL) == -1)
     //改写后，获取系统进程ID

不知道绝对路径情况下显示找不到（比如只知道ps）：  
使用：

execlp if(execl("ps","ps",NULL,NULL) == -1)

**2.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**

当前环境变量所指定的目录：

//环境变量作用：查找需要的可执行文件
    echo $PATH  //当前环境变量
    pwd  //当前路径
    export PATH=$PATH:/home/dazai //当前环境变量所在的当前路径
    echo $PATH   //当前环境变量
    ls   //显示文件

绿色均可执行：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

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

先看exacl函数代码演示：

//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;
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][2020101014462453.png_pic_center]  
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;
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][20201010145557693.png_pic_center]  
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。

**3.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。**

例如：  
如char \*arg\[\]这种形式，且arg最后一个元素必须是NULL

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;
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][20201010150247670.png_pic_center]  
**4.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("./echoenv","echoenv",NULL,env_init) == -1)
            {
        
                    printf("execle failed!\n");
            }       
        printf("after execle*****\n");
        return 0;
    }

测试代码：

//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;
    }

测试结果：  
![在这里插入图片描述][20201010151101816.png_pic_center]  
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或者./)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。

**5.exec配合fork使用：**

**实现功能：**  
当父进程检测到输入为1的时候，创建子进程把配置文件的字段值改掉。

参考代码：

#include <sys/types.h>
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/wait.h>
    int main()
    {
        
     pid_t pid;
     int data=10;
     while(1)
     {
        
      printf("请输入数据：\n");
      scanf("%d",&data);
      if(data == 1)
      {
        
       pid=fork();
       if(pid>0)
       {
        
        wait(NULL);//防止变成僵尸进程
       }
       if(pid==0)
       {
        
        execl("./changdata","changdata","config.txt",NULL);//执行别的   
       }
      }
      else
      {
        
       printf("神码也不做\n");
      }
     }
     return 0;
    }

[20201010112428847.png_pic_center]: /images/20221123/bf1e5cd3206e48fdaea432ff6a0f3704.png
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[20201010151101816.png_pic_center]: /images/20221123/3b83fa20ed264256a8b77df54bce15d6.png