【Linux】exec系列函数详细介绍

首先，exec 是 execute (意为:执行) 的缩写。

exec系列函数

各个“后缀”的意思： l 为 list 可变参数列表、v 为 vector、p 为 PATH、e 为环境变量数组 envp

1. execl：l 为 list 可变参数列表

   • 原型：int execl(const char *path, const char *arg, ... /* (char *)NULL */);

   • 功能：加载并执行指定的可执行文件，参数以变长参数列表的形式提供。

   • 特点：参数列表以NULL结尾。

   • 使用示例：

     execl("/bin/echo", "echo", "Hello, world!", (char *)NULL);
     

2. execle：l 为 list 可变参数列表，e 为环境变量数组 envp

   • 原型：int execle(const char *path, const char *arg, ... /* (char *)NULL */, char * const envp[]);

   • 功能：加载并执行指定的可执行文件，参数以变长参数列表的形式提供，并且可以指定环境变量数组。

   • 特点：参数列表以NULL结尾，同时可以指定环境变量数组。

   • 使用示例：

     char *envp[] = {"HELLO=world", "USER=root", NULL};
     execle("/bin/echo", "echo", "$HELLO", (char *)NULL, envp);
     

   
   

3. execlp：l 为 list 可变参数列表，p 为 PATH

   • 原型：int execlp(const char *file, const char *arg, ... /* (char *)NULL */);

   • 功能：加载并执行指定的可执行文件，参数以变长参数列表的形式提供，并在PATH环境中查找可执行文件。

   • 特点：参数列表以NULL结尾，使用PATH环境变量查找可执行文件。

   • 使用示例：

     execlp("echo", "echo", "Hello, world!", (char *)NULL);
     

4. execv：v 为 vector

   • 原型：int execv(const char *path, char *const argv[]);

   • 功能：加载并执行指定的可执行文件，参数以数组的形式提供。

   • 特点：参数数组以NULL结尾。

   • 使用示例：

     char *args[] = {"/bin/echo", "Hello, world!", NULL};
     execv("/bin/echo", args);
     

5. execve：v 为 vector，e 为环境变量数组 envp

   • 原型：int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);

   • 功能：加载并执行指定的可执行文件，参数以数组的形式提供，并且可以指定环境变量数组。

   • 特点：参数数组以NULL结尾，同时可以指定环境变量数组。

   • 使用示例：

     char *args[] = {"/bin/echo", "Hello, world!", NULL};
     char *envp[] = {"HELLO=world", "USER=root", NULL};
     execve("/bin/echo", args, envp);
     

6. execvp：v 为 vector，p 为 PATH

   • 原型：int execvp(const char *command, char *const argv[]);

   • 功能：加载并执行指定的可执行文件，参数以数组的形式提供，并在PATH环境中查找可执行文件。

   • 特点：参数数组以NULL结尾，使用PATH环境变量查找可执行文件。

   • 使用示例：

     char *args[] = {"echo", "Hello, world!", NULL};
     execvp("echo", args);
     

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关于 execl 和 execv：l 和 v 的区别

execl 和 execv 这两个实际上没什么区别

可以看作：一个使用 list 结构传参数，一个使用 vector 结构传参数

execlp("/bin/ls", "-l", "-a", nullptr);
execv("/bin/ls", argv);  // char* argv[] = {"ls", -l", "-a", nullptr}; 

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关于 execlp 和 execvp ： p 有什么用

execlp 和 execvp 函数的 p 表示的就是 PATH 环境变量的意思，带有 p 的这类函数不用写全路径，只需写可执行程序名即可：它们会在PATH 环境变量中查找可执行文件的位置，而不需要提供完整的路径。

例如：

execlp ：该函数不要求写全路径，只需要写命令名，程序名即可（他会自己到环境变量中找，没有就报错）

execlp("ls", "ls", "-l", "-a", nullptr);

该函数写了两次 ls：内容一样，但表达的语义不同

第一个 ls：表示要执行的程序名称的字符串，即该程序的名字，用于告诉系统可以在PATH环境变量指定的目录中查找该文件

第二个 ls：作为参数列表 argv数组 的第一个元素，因为在 exec 系列函数中，程序的名字需要作为参数列表的第一个元素。

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关于 execve 和 execle ： e 有什么用

带 e 后缀说明：该函数支持显式传递环境变量数组。

main 函数接收到环境变量表，这张表就是该进程的环境变量表

若不显式传递，即不用这两个带 e 后缀函数，则子进程默认继承父进程的环境变量表

简单来说：给子进程显式传新环境变量表，则子进程就使用新表；否则，默认从父进程继承下来“初始”表

char *args[] = {"/bin/echo", "Hello, world!", NULL};
char *envp[] = {"HELLO=world", "USER=root", NULL};execve("/bin/echo", args, envp);  // 给子进程显式传新环境变量表 envp

exec 系列函数程序替换本身不会替换修改原进程中的 环境变量，但可以通过带 e 后缀的 exec 函数显式传递新表，并修改覆盖原表

一个进程的环境变量来源

1、默认继承：子进程默认继承父进程全部环境变量表

2、显式传递：父进程显示传递全新的环境变量表（自己定义自己传递），如 execle(…, …, env)，子进程就用这张新表

3、新增环境变量：进程通过 int putenv(char *env_string); ，将环境变量 char *env_string 添加进当前环境变量表中，或修改表中已存在的环境变量

putenv函数：用于修改当前进程的环境变量。

这个函数允许你在程序运行时动态地添加或更改环境变量。

• 在 shell 进程中调用，则修改 shell 的环境变量（即我们的命令行窗口的全局环境变量表）
• 在自己创建的进程中调用，则修改自己进程的环境变量

exec 系列函数都是库函数吗？

实际上，只有 execve 函数是真正的系统调用函数

其他的函数都是C语言库函数，内部都封装调用了 execve 函数，这几种函数只有传参方式的差别，就是为了满足不同的应用场景。

以C标准库的 execl 函数为为例，其底层的运行原理为

1、处理变长参数列表，分配内存并存储在参数列表 argv 中

2、调用 execve 函数

3、释放内存，如 argv

我们在 shell 中，通过 man 命令查询手册