Linux系统中exec函数蔟的使用：execl，execv，execle，execve，execlp，execvp

怼烎@ 2023-10-17 11:31 105阅读 0赞

### exec函数蔟： ###

Linux系统提供了六种不同的exec函数可供使用，它们常常被统称为exec函数蔟。exec函数的功能是执行另一个程序，这里的另一个程序是由exec函数的参数来指定的。

当进程调用一种exec函数时，该进程完全由新程序代换，而新程序则从其main函数开始执行。需要注意的是，掉用exec并不创建新进程，所以，pid（进程id）并没有改变。

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函数通常和fork一同使用。先由父进程fork一个子进程，再在子进程中调用exec函数，从而替换掉子进程的执行代码，但不替换子进程的pid。

### 函数声明： ###

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

**返回值：**  
六个函数返回∶如果执行成功则函数不会返回，执行失败则直接返回-1，失败原因存于errno 中。

**参数：**  
这些函数之间的第一个区别是前四个取路径名作为参数，后两个则取文件名作为参数。

>   
> 1. 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。
> 
> 2. execle():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。与execl不同的是，带e表示该函数取envp\[\]数组，而不使用当前环境。
> 
> 3. execlp():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。
> 
> 4. 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。
> 
> 5. 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。
> 
> 6.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。
> 
> 错误代码：  
> EACCES  
> 1. 欲执行的文件不具有用户可执行的权限。  
> 2. 欲执行的文件所属的文件系统是以noexec 方式挂上。  
> 3.欲执行的文件或script翻译器非一般文件。  
> EPERM  
> 1.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。  
> 2.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。  
>

exec函数蔟之间的调用关系：

事实上，Linux系统只提供了一个exec系统调用，即execve。其它都是库函数（例如libc库），都是通过调用execve函数来实现的。它们的调用关系如下：

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBAbGlyYW5rZQ_size_18_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

可见，有如下调用链：

> execlp -> execv -> execvp -> execve
> 
> execl -> execvp -> execve
> 
> execle -> execve

### 程序举例： ###

#### 1. execl: ####

//execl_test.c
    
    #include<unistd.h>
    
    int main()
    {
        execl("/bin/ls","ls","-al","/usr",(char * )0);
        
        return 0;
    }

#### 2. execle: ####

//execle_test.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[] = {"Hello=hello","Hi=hi",NULL};
    
    int main(void)
    {
        printf("before execle****\n");
        if(execle("./myenv","myenv",NULL,env_init) == -1)
        {
            printf("execle failed!\n");
        }       
        printf("after execle*****\n");
        return 0;
    }
    
    
    //myenv.c
    
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    
    //外部全局环境变量
    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;
    }%

上面代码中，编译如下：

> % gcc myenv.c -o myenv
> 
> % gcc execle\_test.c -o execle

运行结果：

> % ./execle
> 
> before execle\*\*\*\*
> 
> Hello=hello
> 
> Hi=hi

可见，从env\_init将值传递给了编译好的myenv。

#### 3.execv: ####

//execv_test.c
    
    #include<unistd.h>
    
    int main()
    {
        char * argv[ ]={"ls","-al","/usr",(char*)0};
        execv("/bin/ls",argv);
    
        return 0;
    }

#### 4. execve: ####

//execve_test.c
    
    #include<unistd.h>
    
    int main()
    {
    	char *argv[]={"ls","-al","/usr",0};
    	char *envp[]={"PATH=/bin",0};
    
    	execve("/bin/ls",argv,envp);
    
    	return 0;
    }

#### 5. execlp: ####

//execlp_test.c
    
    #include<unistd.h>
    
    int main()
    {
        execlp("ls","ls","-al","/usr",(char *)0);
    
        return 0;
    }

#### 6. execvp: ####

//execvp_test.c
    
    #include<unistd.h>
    
    int main()
    {
        char * argv[ ] ={ "ls","-al","/usr",0};
        execvp("ls",argv);
    
        return 0;
    }

运行结果：

除了execle外，其余的运行结果均如下：

> total 0
> 
> drwxr-xr-x@ 11 root wheel 352 1 1 2011 .
> 
> drwxr-xr-x 20 root wheel 640 1 1 2011 ..
> 
> drwxr-xr-x 1104 root wheel 35328 1 1 2011 bin
> 
> drwxr-xr-x 37 root wheel 1184 1 1 2011 lib
> 
> drwxr-xr-x 288 root wheel 9216 1 1 2011 libexec
> 
> drwxr-xr-x 14 root wheel 448 7 5 2011 local
> 
> drwxr-xr-x 232 root wheel 7424 1 1 2011 sbin
> 
> drwxr-xr-x 47 root wheel 1504 1 1 2011 share
> 
> drwxr-xr-x 6 root wheel 192 1 1 2011 standalone
> 
> ......

### exec函数载Android系统中的运用： ###

Android系统底层是基于Linux系统的，所以页支持exec函数蔟。Android系统源码中，也大量使用了exec函数蔟。例如：

**1）. 在abd.c中，利用exec启动server**

int launch_server(int server_port)
    {
        ......
    	pid_t pid = fork();
        if(pid < 0) return -1;
    
        if (pid == 0) {
            // child side of the fork
    
            // child process
            int result = execl(path, "adb", "fork-server", "server", NULL);
            // this should not return
            fprintf(stderr, "OOPS! execl returned %d, errno: %d\n", result, errno);
    
        }
        ......
    }

先fork一个子进程，再调用execl启动server，这个server的进程就运行在这个新创建的子进程。

exec函数通常和fork一同使用。先由父进程fork一个子进程，再在子进程中调用exec函数，从而替换掉子进程的执行代码，但不替换子进程的pid。

**2）. su.c:**

su.c就是我们通常用的su命令的源代码文件，在su.c中，也打量使用了exec函数：

/* User specified command for exec. */
        if (argc == 3 ) {
            if (execlp(argv[2], argv[2], NULL) < 0) {
                fprintf(stderr, "su: exec failed for %s Error:%s\n", argv[2],
                        strerror(errno));
                return -errno;
            }
        } else if (argc > 3) {
            /* Copy the rest of the args from main. */
            char *exec_args[argc - 1];
            memset(exec_args, 0, sizeof(exec_args));
            memcpy(exec_args, &argv[2], sizeof(exec_args));
            if (execvp(argv[2], exec_args) < 0) {
                fprintf(stderr, "su: exec failed for %s Error:%s\n", argv[2],
                        strerror(errno));
                return -errno;
            }
        }
    
        /* Default exec shell. */
        execlp("/system/bin/sh", "sh", NULL);

**3）.在dalvik/vm/native/dalvik\_system\_Zygote.cpp中，执行shell：**

/* native private static void nativeExecShell(String command);
     */
    static void Dalvik_dalvik_system_Zygote_execShell(
            const u4* args, JValue* pResult)
    {
        StringObject* command = (StringObject*)args[0];
    
        const char *argp[] = {_PATH_BSHELL, "-c", NULL, NULL};
        argp[2] = dvmCreateCstrFromString(command);
    
        ALOGI("Exec: %s %s %s", argp[0], argp[1], argp[2]);
    
        execv(_PATH_BSHELL, (char**)argp);
        exit(127);
    }

--------------------

exec函数，都掌握了么？

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