1. 简介
在Linux中,实际上并不存在一个exec()的函数形式,exec指的是一组函数,一共有6个,分别是:
#include
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 execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
其中只有execve是真正意义上的系统调用,其它都是在此基础上经过包装的库函数。
exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件,并用它来取代调用进程的内容 ,换句话说,就是在调用进程内部执行一个可执行文件 。这里的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。
与一般情况不同,exec函数族的函数执行成功后不会返回,因为调用进程的实体,包括代码段,数据段和堆栈等都已经被新的内容取代,只留下PID等一些表面上的信息仍保持原样 ,看上去还是旧的躯壳,却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了,它们才会返回一个-1,从原程序的调用点接着往下执行。
现在我们应该明白了,Linux下是如何执行新程序的,每当有进程认为自己不能为系统和拥护做出任何贡献了,他就可以发挥最后一点余热,调用任何一个exec,让自己以新的面貌重生;或者,更普遍的情况是,如果一个进程想执行另一个程序,它就可以fork出一个新进程,然后调用任何一个exec,这样看起来就好像通过执行应用程序而产生了一个新进程一样
事实上第二种情况被应用得如此普遍,以至于Linux专门为其作了优化,我们已经知道,fork会将调用进程的所有内容原封不动的拷贝到新产生的子进程中 去,这些拷贝的动作很消耗时间,而如果fork完之后我们马上就调用exec,这些辛辛苦苦拷贝来的东西又会被立刻抹掉,这看起来非常不划算,于是人们设 计了一种"写时拷贝 (copy-on-write)"技术,使得fork结束后并不立刻复制父进程的内容,而是到了真正实用的时候才复制,这样如果下一条语句是exec,它就不会白白作无用功了,也就提高了效率。

2. 稍稍深入
上面6条函数看起来似乎很复杂,但实际上无论是作用还是用法都非常相似,只有很微小的差别。在学习它们之前,先来了解一下我们习以为常的main函数。
下面这个main函数的形式可能有些出乎我们的意料:
int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
它可能与绝大多数教科书上描述的都不一样,但实际上,这才是main函数真正完整的形式。
参数argc指出了运行该程序时命令行参数的个数,数组argv存放了所有的命令行参数,数组envp存放了所有的环境变量。环境变量指的是一组值,从用 户登录后就一直存在,很多应用程序需要依靠它来确定系统的一些细节,我们最常见的环境变量是PATH,它指出了应到哪里去搜索应用程序,如 /bin;HOME也是比较常见的环境变量,它指出了我们在系统中的个人目录。环境变量一般以字符串"XXX=xxx"的形式存在,XXX表示变量 名,xxx表示变量的值。
值得一提的是,argv数组和envp数组存放的都是指向字符串的指针,这两个数组都以一个NULL元素表示数组的结尾。
我们可以通过以下这个程序来观看传到argc、argv和envp里的都是什么东西:
/* main.c */
int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
{
printf("/n### ARGC ###/n%d/n", argc);
printf("/n### ARGV ###/n");
while(*argv)
  printf("%s/n", *(argv++));
printf("/n### ENVP ###/n");
while(*envp)
  printf("%s/n", *(envp++));
return 0;
}
编译它:
$ cc main.c -o main
运行时,我们故意加几个没有任何作用的命令行参数,输出显示如下:
$ ./main -xx 000
### ARGC ###
3
### ARGV ###
./main
-xx
000
### ENVP ###
PWD=/home/lei
REMOTEHOST=dt.laser.com
HOSTNAME=localhost.localdomain
QTDIR=/usr/lib/qt-2.3.1
LESSOPEN=|/usr/bin/lesspipe.sh %s
KDEDIR=/usr
USER=lei
LS_COLORS=
MACHTYPE=i386-redhat-linux-gnu
MAIL=/var/spool/mail/lei
INPUTRC=/etc/inputrc
LANG=en_US
LOGNAME=lei
SHLVL=1
SHELL=/bin/bash
HOSTTYPE=i386
OSTYPE=linux-gnu
HISTSIZE=1000
TERM=ansi
HOME=/home/lei
PATH=/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/home/lei/bin
_=./main
我们看到,程序将"./main"作为第1个命令行参数,所以我们一共有3个命令行参数。

现在回过头来看一下exec函数族,先把注意力集中在execve上:
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
对比一下main函数的完整形式,看出问题了吗?是的,这两个函数里的argv和envp是完全一一对应的关系。execve第1个参数path是被执行 应用程序的完整路径,第2个参数argv就是传给被执行应用程序的命令行参数,第3个参数envp是传给被执行应用程序的环境变量。
留心看一下这6个函数还可以发现,前3个函数都是以execl开头的,后3个都是以execv开头的,它们的区别在于,execv开头的函数是以"char *argv[]"这样的形式传递命令行参数,而execl开头的函数采用了我们更容易习惯的方式,把参数一个一个列出来,然后以一个NULL表示结束。 这里的NULL的作用和argv数组里的NULL作用是一样的。
在全部6个函数中,只有execle和execve使用了char *envp[]传递环境变量,其它的4个函数都没有这个参数,这并不意味着它们不传递环境变量,这4个函数将把默认的环境变量不做任何修改地传给被执行的 应用程序。而execle和execve会用指定的环境变量去替代默认的那些。
还有2个以p结尾的函数execlp和execvp , 咋看起来,它们和execl与execv的差别很小,事实也确是如此,除execlp和execvp之外的4个函数都要求,它们的第1个参数path必须 是一个完整的路径,如"/bin/ls";而execlp和execvp的第1个参数file可以简单到仅仅是一个文件名,如"ls",这两个函数可以自动到环境变量PATH制定的目录里去寻找。

3. 实战
接下来我们看看实际的应用:
/* exec.c */
#include unistd.h>
main()
{
char *envp[]={"PATH=/tmp",
   "USER=lei",
   "STATUS=testing",
   NULL};
char *argv_execv[]={"echo", "excuted by execv", NULL};
char *argv_execvp[]={"echo", "executed by execvp", NULL};
char *argv_execve[]={"env", NULL};
if(fork()==0)
  if(execl("/bin/echo", "echo", "executed by execl", NULL)0)
   perror("Err on execl");
if(fork()==0)
  if(execlp("echo", "echo", "executed by execlp", NULL)0)
   perror("Err on execlp");
if(fork()==0)
  if(execle("/usr/bin/env", "env", NULL, envp)0)
   perror("Err on execle");
if(fork()==0)
  if(execv("/bin/echo", argv_execv)0)
   perror("Err on execv");
if(fork()==0)
  if(execvp("echo", argv_execvp)0)
   perror("Err on execvp");
if(fork()==0)
  if(execve("/usr/bin/env", argv_execve, envp)0)
   perror("Err on execve");
}

程序里调用了2个Linux常用的系统命令,echo和env。echo会把后面跟的命令行参数原封不动的打印出来,env用来列出所有环境变量。
由于各个子进程执行的顺序无法控制,所以有可能出现一个比较混乱的输出--各子进程打印的结果交杂在一起,而不是严格按照程序中列出的次序。
编译并运行:
$ cc exec.c -o exec
$ ./exec
executed by execl
PATH=/tmp
USER=lei
STATUS=testing
executed by execlp
excuted by execv
executed by execvp
PATH=/tmp
USER=lei
STATUS=testing
果然不出所料,execle输出的结果跑到了execlp前面。
大家在平时的编程中,如果用到了exec函数族,一定记得要加错误判断语句。 因为与其他系统调用比起来,exec很容易受伤,被执行文件的位置,权限等很多因素都能导致该调用的失败。最常见的错误是:
找不到文件或路径,此时errno被设置为ENOENT;
数组argv和envp忘记用NULL结束 ,此时errno被设置为EFAULT;
没有对要执行文件的运行权限,此时errno被设置为EACCES。

原文出自:
http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/syscall/part3/index.html