linux代码实操：exec系列函数进程实验

  前面我有一篇文章介绍到了使用fork()函数启动一个子进程，事实上，这是并没有太大作用的，因为子进程跟父进程都是一样的， 子进程能干的活父进程也一样能干，因此世界各地的开发者就想方设法让子进程做不一样的事情， 于是诞生了exec系列函数，这个系列函数主要是用于替换进程的执行程序， 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。 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。 简单来说就是覆盖进程，举个例子，A进程通过exec系列函数启动一个进程B，此时进程B会替换进程A， 进程A的内存空间、数据段、代码段等内容都将被进程B占用，然后进程A将不复存在。

  下面直接通过execl()实验进行讲解： 

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

execl()函数用于执行参数path字符串所代表的文件路径（必须指定路径）， 接下来是一系列可变参数，它们代表执行该文件时传递过去的 argv[0]、argv[1]… argv[n] ， 最后一个参数必须用空指针NULL作为结束的标志。 

int main(void)
{
    int err;

    printf("this is a execl function test demo!\n\n");

    err = execl("/bin/ls", "ls", "-la", NULL);

    if (err < 0) {
        printf("execl fail!\n\n");
    }

    printf("Done!\n\n");
}

代码中通过execl()函数的参数列表调用了ls命令程序， 然后将第二个以后的参数当做该文件的 argv[0]、argv[1]… argv[n]， 最后一个参数必须用空指针NULL作为结束的标志。 它其实就是与我们在终端上运行”ls -la”产生的结果是一样的。 

以上函数实例代码在system_programing/exec/sources/exec.c文件中， 使用如下命令即可编译测试： 

# 以下操作在 system_programing/exec 代码目录进行
# 编译X86版本程序
make
# 运行X86版本程序
./build_x86/exec_demo

# 若是想在开发板运行，可使用如下命令进行交叉编译
make ARCH=ARM
# 交叉编译生成的 armhf 架构程序在build_ARM目录下，
# 复制至开发板运行即可

程序先打印出它的第一条消息”this is a execl function test demo!”， 接着调用exec系列函数（实验中使用execl()函数）， 这个函数在/bin/ls目录中搜索程序ls，然后它将会替换exec_demo本身的进程， 程序运行结果与在终端中使用以下所示的shell命令一样，如下图。 

提示 ：exec系列函数是直接将当前进程给替换掉的， 当调用exec系列函数后，当前进程将不会再继续执行， 所以示例程序中的“ Done! ”将不被输出，因为当前进程已经被替换了，一般情况下， exec系列函数函数是不会返回的，除非发生了错误。出现错误时， exec系列函数将返回-1，并且会设置错误变量errno。

因此我们可以通过调用fork()复制启动一个子进程，并且在子进程中调用exec系列函数替换子进程， 这样把fork()和exec系列函数结合在一起使用就是创建一个新进程所需要的一切了。 

 exec族的其它函数

exec族实际包含有 6 个不同的 exec 函数，它们功能一样，主要是传参的形式不同， 函数原型分别如下：

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[])

这些函数可以分为两大类，execl、execlp和execle传递给子程序的参数个数是可变的， 如“ls -la”示例中，“-la”为子程序“ls”的参数。 execv、execvp和execve通过数组去装载子程序的参数，无论那种形式，参数都以一个空指针NULL结束，

总结来说，可以通过它们的后缀来区分他们的作用：

• 名称包含 l 字母的函数（execl、execlp和execle）接收参数列表“list”作为调用程序的参数。

• 名称包含 p 字母的函数（execvp 和 execlp）可接受一个程序名作为参数， 它会在当前的执行路径和环境变量“PATH”中搜索并执行这个程序（即可使用相对路径）； 名字不包含p字母的函数在调用时必须指定程序的完整路径（即要求绝对路径）。

• 名称包含 v 字母的函数（execv、execvp 和 execve）的子程序参数通过一个数组“vector”装载。

• 名称包含 e 字母的函数（execve 和 execle）比其它函数多接收一个指明环境变量列表的参数， 并且可以通过参数envp传递字符串数组作为新程序的环境变量， 这个envp参数的格式应为一个以 NULL 指针作为结束标记的字符串数组， 每个字符串应该表示为“environment = virables”的形式。