（二十四）进程——exec族

　　在之前我们已经知道用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序（但有可能执行不同的代码分支），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变。
　　其实有六种以exec开头的函数，统称exec函数：

#include <unistd.h>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[]);

　　这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行，不再返回，如果调用出错则返回-1，所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。
　　
　　这些函数原型看起来很容易混，但只要掌握了规律就很好记。字母ｐ表示path路径，不带字母p的exec函数第一个参数必须是程序的相对路径或绝对路径，例如“/bin/ls”或“./a.out”，而不能是“ls”或“a.out”。对于带字母p的函数：
　　如果参数中包含/，则将其视为路径名。
　　否则视为不带路径的程序名，在PATH环境变量的目录列表中搜索这个程序。
　　而字母l表示list，带有字母l的exec函数要求将新程序的每个命令行参数都当作一个参数传给它，命令行参数的个数是可变的，因此函数原型中有…，…中的最后一个可变参数应该是NULL，起sentinel的作用。对于带有字母v（表示vector）的函数，则应该先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组的首地址当作参数传给它，数组中的最后一个指针也应该是NULL，就像main函数的argv参数或者环境变量表一样。
　　对于以e（表示environment）结尾的exec函数，可以把一份新的环境变量表传给它，其他exec函数仍使用当前的环境变量表执行新程序。

l 命令行参数列表
p 搜素file时使用path变量
v 使用命令行参数数组
e 使用环境变量数组,不使用进程原有的环境变量，设置新加载程序运行的环境变量

exec调用举例如下：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main(void){    char *const code[] = {"ls","-l","NULL"};    char *const ls_envp[]={"PATH=/bin",0};    printf("hello\n");    //   /bin/ls    /*     * 以下几条代码等效     * execl("/bin/ls","ls","-l",NULL);     * execlp("ls","ls","-l",NULL);     * execv("/bin/ls",code);     * execvp("ls",code);     * execle("/bin/ls","ls","-l",ls_envp);     * execve("/bin/ls",code,ls_envp);     */    execl("/home/book/LinuxProgment/进程/7exec/test","1","2",NULL);  /*   *当运行了execl语句之后,程序就被test替换了,下面的world也就不会出现了   *而且程序是从test中返回的,使用echo $?可以查看程序的返回值   *其中的"1","2"，这个参数将会传递给test程序，作为他的传入参数   *最后的哪一个NULL相当于哨兵,告诉execl参数写完了   */    printf("world\n");    return 0;}test.c：#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[]){    int i = 0;    while(i < argc)    {        printf("%s\n",argv[i++]);    }    return 8;}

　　事实上，只有execve是真正的系统调用，其它五个函数最终都调用execve，所以execve在man手册第2节，其它函数在man手册第3节。这些函数之间的关系如下图所示：
　　
　　

另一个例子：

#include <unistd.h>#include <stdlib.h>int main(void){    execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);    perror("exec ps");    exit(1);}

　　由于exec函数只有错误返回值，只要返回了一定是出错了，所以不需要判断它的返回值，直接在后面调用perror即可。注意在调用execlp时传了两个“ps”参数，第一个“ps”是程序名，execlp函数要在PATH环境变量中找到这个程序并执行它，而第二个“ps”是第一个命令行参数，execlp函数并不关心它的值，只是简单地把它传给ps程序，ps程序可以通过main函数的argv[0]取到这个参数。

　　
　　还应该注意的一点是调用exec后，原来打开的文件描述符仍然是打开的。利用这一点可以实现I/O重定向。
　　先看一个简单的例子，把标准输入转成大写然后打印到标准输出：

upper.c ：#include <stdio.h>int main(void){    int ch;    while((ch = getchar()) != EOF) {        putchar(toupper(ch));    }    return 0;}

wrapper.c：#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <fcntl.h>int main(int argc, char *argv[]){    int fd;    if (argc != 2) {        fputs("usage: wrapper file\n", stderr);        exit(1);    }    fd = open(argv[1], O_RDONLY);    if(fd<0) {        perror("open");        exit(1);    }    dup2(fd, STDIN_FILENO);    close(fd);    execl("./upper", "upper", NULL);    perror("exec ./upper");    exit(1);}

　　wrapper程序将命令行参数当作文件名打开，将标准输入重定向到这个文件，然后调用exec执行upper程序，这时原来打开的文件描述符仍然是打开的，upper程序只负责从标准输入读入字符转成大写，并不关心标准输入对应的是文件还是终端。运行结果如下：

编译wrapper.c 和 upper.c然后创建一个文件，名为hello，在其中输入内容hahahahahehehehe然后运行wrapper$ ./wrapper hello然后会输出$ HAHAHAHAHEHEHEHE