进程的执行(exec)

• execve

  ececve系统调用可以将新程序加载到调用进程的内存空间，在这一过程中，将丢弃现有的进程的文本段，同时，进程的堆栈段，数据都会被新进程的相应部件所替换

  在执行完各种初始化代码之后(比如C++的构造函数)，新的程序会从main处开始执行

  通常的使用方法是使用fork创建子进程，然后使用execve()执行新进程

  #include<unistd.h>
  int execve(const char*pathname, char *const argv[], char *const envp[])
                                                    //永远都是返回失败
  

  • 参数解析

    pathname:准备载入当前进程空间的新程序的路径名，相对或者绝对都可以

    argv:传递给新进程的命令行参数

    envp:新程序的环境列表，一般直接赋为environ

  • 进程id

    execve()调用之后，进程的ID依旧保持不变

  • 用户

    execve()调用后，会以进程的有效用户ID(effective-id)去覆盖保存用户ID(saved-id)

• exec的各种xd

  #include<unistd.h>
  
  int execle(const char *pathname, const char *arg, ...,
            (char *)NULL, char *const envp[]);
  int execlp(const char *filename, const char *arg, ..., (char *) NULL);
  int execvp(const char* pathname, char *const argv[]);
  int execl(const char*pathname, const char *arg, ..., (char *)NULL);
                                                        //永远都是返回失败
  

  上面的...代表的是可变参数列表，即一个或多个参数，可以使用stdarg系列API进行解读

  这些系统调用可以分为3类

  1. e类

     execve,execle等，他们允许用户通过使用envp参数显式指定环境变量

  2. p类

     execlp,execvp等，他们只需要提供运行的程序名即可，系统会在环境变量PATH中来找

     如果pathname中包含'\'，那么系统还是会将其视为路径名而不是文件名

  3. l类

     execlp,execl等，可以使用可变参数列表来指定参数

• fexecve

  fexecve可以执行由文件描述符指定的程序，而不是通过路径名

  #include<unistd.h>
  int fexecve(int fd, char *const argv[], char *const envp[])
                                                    //永远返回失败
  

解释器脚本

上述系统调用其实不仅能够指定可执行文件，还能够指定脚本文件

拿shell举例:

在脚本文件的开头，往往会有着这么一行

#! /bin/bash  [附加参数]

这一行用来指定脚本文件的解释器,shell脚本当然就是指定bash了

• 执行过程

  当使用exec()(指一系列系统调用)来运行脚本文件时，如果execve()检测到传入的文件以"#!"开头，那么他就会按照如下的参数列表来执行解释器程序

  解释器路径 [附加参数] 脚本文件路径 脚本文件参数
  

  其中脚本文件路径和脚本文件参数都是在函数的参数列表中给出的，前面的解释器路径，附加参数都是从脚本文件的首行得到的

  由上可以看出，附加参数是与解释器路径搭配使用的，比如指定/bin/bash为解释器，那么就可以使用-c，-i等参数

  注:execlp和execvp有些特殊，如果脚本文件首行没有指定解释器，那么他们会通过环境变量找到指定脚本文件后，会默认使用shell来解释

文件描述符与exec

默认情况下，有exec的调用程序所打开的所有文件描述符在exec的执行过程中会保持打开状态,且在新程序中仍然有效，这一特性确保了新执行的进程无需再次打开文件，十分有用

执行时关闭标志(FD_CLOEXEC)

从安全编程的角度出发，应该在加载新程序之前确保关闭那些不必要的文件描述符,打开文件时指定FD_CLOEXEC标志就可以做到这一点

如果设置了该标志，那么在执行exec系统调用时，会自动的关闭该文件，如果调用exec失败，那么文件描述符仍会保持打开状态

信号与exec

• 信号处置

  调用exec时会丢弃进程的文本段，那么自然就会丢弃程序的信号处理函数，如果在调用之前对某一个信号的设置为SIG_IGN或者SIG_DFL,那么在执行exec调用后，这些信号的处置将不会改变，否则，信号处置统统都会被置为SIG_DFL

• 掩码及等待队列

  在执行exec之后，进程的信号掩码以及pending信号的设置均得以保存