1exec函数说明
fork函数是用于创建一个子进程该子进程几乎是父进程的副本而有时我们希望子进程去执行另外的程序exec函数族就提供了一个在进程中启动另一个程序执行的方法。它可以根据指定的文件名或目录名找到可执行文件并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段在执行完之后原调用进程的内容除了进程号外其他全部被新程序的内容替换了。另外这里的可执行文件既可以是二进制文件也可以是Linux下任何可执行脚本文件。
2在Linux中使用exec函数族主要有以下两种情况
当进程认为自己不能再为系统和用户做出任何贡献时就可以调用任何exec 函数族让自己重生。
如果一个进程想执行另一个程序那么它就可以调用fork函数新建一个进程然后调用任何一个exec函数使子进程重生。
3exec函数族语法
实际上在Linux中并没有exec函数而是有6个以exec开头的函数族下表列举了exec函数族的6个成员函数的语法。
函数调用成功不会返回失败返回-1置错误码。
6个函数区别
这6 个函数在函数名和使用语法的规则上都有细微的区别下面就可执行文件查找方式、参数表传递方式及环境变量这几个方面进行比较说明。
① 查找方式上表其中前4个函数的查找方式都是完整的文件目录路径而最后2个函数也就是以p结尾的两个函数可以只给出文件名系统就会自动从环境变量“$PATH”所指出的路径中进行查找。
② 参数传递方式exec函数族的参数传递有两种方式一种是逐个列举的方式而另一种则是将所有参数整体构造成指针数组进行传递。
在这里参数传递方式是以函数名的第5位字母来区分的字母为“l”list的表示逐个列举的方式字母为“v”vertor的表示将所有参数整体构造成指针数组传递然后将该数组的首地址当做参数传给它数组中的最后一个指针要求是NULL。读者可以观察execl、execle、execlp的语法与execv、execve、execvp的区别。
③ 环境变量exec函数族使用了系统默认的环境变量也可以传入指定的环境变量。这里以“e”environment结尾的两个函数execle、execve就可以在envp[]中指定当前进程所使用的环境变量替换掉该进程继承的所以环境变量。
3PATH环境变量说明
PATH环境变量包含了一张目录表系统通过PATH环境变量定义的路径搜索执行码PATH环境变量定义时目录之间需用用“:”分隔以“.”号表示结束。PATH环境变量定义在用户的.profile或.bash_profile中下面是PATH环境变量定义的样例此PATH变量指定在“/bin”、“/usr/bin”和当前目录三个目录进行搜索执行码。
PATH=/bin:/usr/bin:.
export $PATH
4进程中的环境变量说明
在Linux中Shell进程是所有执行码的父进程。当一个执行码执行时Shell进程会fork子进程然后调用exec函数去执行执行码。Shell进程堆栈中存放着该用户下的所有环境变量使用execl、execv、execlp、execvp函数使执行码重生时Shell进程会将所有环境变量复制给生成的新进程而使用execle、execve时新进程不继承任何Shell进程的环境变量而由envp[]数组自行设置环境变量。
6exec
调用举例如下
char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL};
char *const ps_envp[] ={"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};
execl("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
execv("/bin/ps", ps_argv);
execle("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL, ps_envp);
execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp);
execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
请注意exec函数族形参展开时的前两个参数第一个参数是带路径的执行码execlp、execvp函数第一个参数是无路径的系统会根据PATH自动查找然后合成带路径的执行码第二个是不带路径的执行码执行码可以是二进制执行码和Shell脚本。
7exec函数族使用注意点
在使用exec函数族时一定要加上错误判断语句。因为exec很容易执行失败其中最常见的原因有
① 找不到文件或路径此时errno被设置为ENOENT。
② 数组argv和envp忘记用NULL结束此时errno被设置为EFAULT。
③ 没有对应可执行文件的运行权限此时errno被设置为EACCES。
8exec后新进程保持原进程以下特征
环境变量使用了execle、execve函数则不继承环境变量
进程ID和父进程ID
实际用户ID和实际组ID
附加组ID
进程组ID
会话ID
控制终端
当前工作目录
根目录
文件权限屏蔽字
文件锁
进程信号屏蔽
未决信号
资源限制
tms_utime、tms_stime、tms_cutime以及tms_ustime值。
对打开文件的处理与每个描述符的exec关闭标志值有关进程中每个文件描述符有一个exec关闭标志FD_CLOEXEC若此标志设置则在执行exec时关闭该描述符否则该描述符仍打开。除非特地用fcntl设置了该标志否则系统的默认操作是在exec后仍保持这种描述符打开利用这一点可以实现I/O重定向。