exec 函数族

Posted 2023-04-17 guolongzyt

exec 函数族基本概念

函数族的概念

函数名不同，实现的功能相同或相似的函数

作用

exec 函数族的作用是根据指定的文件名或者路径找到可执行文件，可在进程内部执行一个可执行文件，这将会取代原本调用进程的内容

返回值

exec 函数族的函数执行成功后不会返回【因为原进程内容被替换了】，失败时返回 -1 ，然后从原程序的调用点接着往下执行

工作原理

从虚拟地址空间角度来看，内核区中进程id等信息不变，而用户区中的代码段等数据将改成exec参数中的可执行程序的数据

具体函数

execl, execlp, execle, execv, execvp, execvpe

#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[]);

常用函数解析

execl

• int execl(const char *path, const char *arg, ...);

参数 ：

• path : 需要指定执行的文件路径或名称
• arg : 字符串，表示执行指定可执行文件的参数（不止一个）
  【第一个参数一般没有作用，通常写执行的程序名称，从第二个参数开始将作为执行程序的参数列表，而最后要以 NULL 结尾】

execlp

• int execlp(const char *file, const char *arg, ...);

区别 ：execlp 函数将会在当前环境变量中对指定文件名进行查找，若指定文件为被配置为环境变量则查找不到（shell命令通常配置为环境变量）

参数 ：

• file : 需要执行的可执行文件名
• arg : 与 execl 一致

更多

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

参考博客 https://blog.csdn.net/u014530704/article/details/73848573

exec函数族

exec函数族

fork()函数创建子进程后，子进程往往要调用一种e x e c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，而新程序则从其 ma i n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。 有六种不同的e x e c函数可供使用，它们常常被统称为exec函数。

#include<unistd.h>  
int execl(const char *pathname, const char * arg0,.../*(char*)0*/);  
int execv(const char *pathname, char *const argv[]);  
int execle(const char *pathname,const char * arg0,.../*(char*)0,char *const envp[]*/);  
int execve(const char *pathname, char *const argv[],char * const envp[]);  
int execlp(const char *filename, const char * arg0,.../*(char*)0*/);  
int execvp(const char *filename, char *const argv[]);  
//六个函数返回：若出错则为-1，若成功则不返回  

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。当指定filename作为参数时：

如果filename中包含/，则就将其视为路径名。否则就按PAT H环境变量，在有关目录中搜寻可执行文件。

PATH变量包含了一张目录表 (称为路径前缀)，目录之间用冒号( : )分隔。例如下列na me = value环境字符串：

PATH = /bin:/usr/bin:/usr/local/bin: 指定在四个目录中进行搜索。（零长前缀也表示当前目录。在value的开始处可用：表示，在行中间则要用：：表示，在行尾以：表示。）

如果execlp和execvp中的任意一个使用路径前缀中的一个找到了一个可执行文件，但是该文件不是由连接编辑程序产生的机器可执行代码文件，则就认为该文件是一个 shell脚本，于是 试着调用/bin/sh，并以该filename作为shell的输入。第二个区别与参数表的传递有关 ( l表示表( l i s t )，v表示矢量( v e c t o r ) )。函数execl、execlp和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。

对于另外三个函数( execv, execvp和execve )，则应先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组地址作为这三个函数的参数。 在使用ANSIC原型之前，对execl , execle和execlp三个函数表示命令行参数的一般方法是： char *arg 0, char *arg 1, ..., char *arg n, (char *) 0 应当特别指出的是：在最后一个命令行参数之后跟了一个空指针。如果用常数 0来表示一个空指针，则必须将它强制转换为一个字符指针，否则它将被解释为整型参数。如果一个整型数的长度与char *的长度不同，exec函数实际参数就将出错。 最后一个区别与向新程序传递环境表相关。以e结尾的两个函数（ execle和execve）可以传递一个指向环境字符串指针数组的指针。其他四个函数则使用调用进程中的 environ变量为新程序复制现存的环境。通常，一个进程允许将其环境传播给其子进程，但有时也有这种情况，进程想要为子进程指定一个确定的环境。

例如，在初始化一个新登录的 shell时，login程序创建一个只定义少数几个变量的特殊环境，而在我们登录时，可以通过 shell启动文件，将其他变量加到环境中。

在使用 ANSI C原型之前， execle 的参数是：char * pathname, char *arg 0, ?, char *a rg n, (char *)0, char *envp[ ] 从中可见，最后一个参数是指向环境字符串的各字符指针构成的数组的指针。而在 ANSIC原型中，所有命令行参数，包括空指针，e n v p指针都用省略号(?)表示。 这六个e x e c函数的参数很难记忆。函数名中的字符会给我们一些帮助。字母 p表示该函数

取filename作为参数，并且用PATH环境变量寻找可执行文件。字母l表示该函数取一个参数表，它与字母v互斥。v表示该函数取一个arg v[ ]。最后，字母e表示该函数取e nvp[ ]数组，而不使用当前环境

这六个函数中只有一个execve是内核的系统调用。另外五个只是库函数，它们最终都要调用系统调用。这六个函数之间的关系示于图8 - 2中。在这种安排中，库函数 execlp 和execvp 使用PATH环境变量查找第一个包含名为filename的可执行文件的路径名前缀。

 

例1：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<stdlib.h>
 3 #include<unistd.h>
 4 
 5 int main(int argc,char * argv[])
 6 {
 7     if(argc<2)
 8     {
 9         perror("you haven‘t input the filename,please try again!
");
10         exit(EXIT_FAILURE);
11     }
12     if(execl("./create_file","create_file",argv[1],NULL)<0)
13         perror("execl error");
14 }

可以看见的是有一个名为create_file的可执行文件用于创建文件。在这里我们使用execl函数替换程序。

 

例2：

代码：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<stdlib.h>
 3 #include<unistd.h>
 4 
 5 int main(int argc,char * argv[])
 6 {
 7         if(argc<2)
 8         {
 9                 perror("you haven‘t input the filename,please try again!
");
10                 exit(EXIT_FAILURE);
11         }
12         if(execl("/bin/touch","touch",argv[1],NULL)<0)
13                 perror("execl error");
14 }                                                                

可以看见我们将exec2 成功的替换为了touch。并成功的执行了。

 

 

参考资料

Linux/Unix系统编程手册

Unix环境高级编程

Linux程序设计