Linux--进程的程序替换
问题导入：
前面我们知道了，fork之后，子进程会继承父进程的代码和“数据”（写实拷贝）。
那么如果我们需要子进程完全去完成一个自己的程序怎么办呢？
1.替换原理
我们先用一个简单的示例来见见进程替换： int execl(const char *path, const char *arg, ...);利用最简单的exec函数，这里的path是可执行程序的地址，文件的地址可以用指针来表示，const char *arg，...这里表示可变参数，说明可以传入多个参数。
1.1可变参数
具体可见：
C 语言通过 <stdarg.h> 实现可变参数，图里重点用到这些：
va_list：参数列表类型，本质是指针（比如va_list args，用来 “指向” 可变参数在栈里的位置）。va_start(args, count)：初始化，让args指向可变参数的 “起始位置”（count是固定参数，用来定位可变参数从哪开始）。va_arg(args, double)：逐个取参数，按类型（这里是double）从栈里读数据，读完后args自动指向下一个参数。va_end(args)：收尾清理，释放va_list相关资源（有些环境里是 “形式上” 的规范，实际也需调用）。
栈内存视角：参数怎么存？
右侧 “栈帧”（main 调用 sum 的栈结构）是关键：
- 固定参数：
count（图里是3）是固定参数，先入栈，用来告诉函数 “可变参数有几个”。 - 可变参数：
1.0、2.0、3.0这些可变参数，按从右到左顺序入栈（C 语言调用约定常见规则），存在栈里等待读取。
代码里 sum(3, 1.0, 2.0, 3.0) 调用时，栈里布局大致是：
高地址 → [count=3] [1.0] [2.0] [3.0] ← 低地址
（实际栈增长方向是 “高地址 → 低地址”，但参数入栈顺序是 3 先压，然后 1.0、2.0、3.0 依次压，所以低地址侧是可变参数）
代码流程：怎么读可变参数？
结合图里 sum 函数逻辑，流程是：
- 初始化：
va_start(args, count)→ 让args指向可变参数起始位置（跳过固定参数count，指向第一个可变参数1.0所在栈地址 ）。 - 循环读取：
va_arg(args, double)→ 每次按double类型从栈里取数据，累加到total。取完后，args自动偏移（因为double占 8 字节，所以args会+= sizeof(double)指向下一个参数 ）。 - 收尾：
va_end(args)→ 释放资源，结束可变参数处理。
类比 printf：可变参数的 “通用逻辑”
图里也提到 printf(const char *format, ...) ，它的逻辑和 sum 类似：
format是固定参数（类似count），用来 “描述可变参数的类型、个数”（比如%d对应int，%f对应double）。- 内部也是用
va_list读取可变参数，按format里的占位符，逐个解析栈里的数据。
1.2 简单使用
知道可变参数之后我们开始简单使用一下execl，
通过以上例子我们提出两个疑问。
（1）为什么没打印“进程结束”？
（2）如果是在子进程中执行exec可以替换子进程的代码的数据吗？
好的，我们一一解决
（1）为什么没打印“进程结束”？
替换了，你的进程，已经执行另一个程序的代码了你自己的代码，已经没有了!!
程序替换函数，一旦调用成功，后续代码，不在执行，因为没有了!
如果失败呢??
失败的话就会回到原代码，并且exe系列函数会有一个返回值，exe系列的函数，只要返回，必然失败! 程序替换，如果成功，不需要，也不会有返回值! 失败返回-1
（2）如果是在子进程中执行exec可以替换子进程的代码的数据吗？
子进程执行一个全新的程序，会影响父进程吗?不会!!进程必须具有独立性(父子代码共享，数据写时拷贝啊)
你可以理解成为，代码如果被替换，也要进行写时拷贝，会在内存中为子进程开辟数据的代码的空间。
由此可见，execl在这里就是起到一个加载器的作用。
2.exe家族的其他接口
这里我们在linux的命令行中man 一下exec。
可见，这里有六个接口，其实有七个，还有一个我们稍后再讲。
2.1命名理解
• l(list) : 表⽰参数采⽤列表• v(vector) : 参数⽤数组• p(path) : 有p⾃动搜索环境变量PATH• e(env) : 表⽰⾃⼰维护环境变量
| 函数名 | 参数格式 | 是否带路径 | 是否使用当前环境变量 |
|---|---|---|---|
| execl | 列表 | 不是 | 是 |
| execlp | 列表 | 是 | 是 |
| execle | 列表 | 不是 | 不是，须自己组装环境变量 |
| execv | 数组 | 不是 | 是 |
| execvp | 数组 | 是 | 是 |
| execve | 数组 | 不是 | 不是，须自己组装环境变量 |
2.2exe家族的使用
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{char *const argv[] = {"ps", "-ef", NULL};char *const envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL);// 带p的，可以使⽤环境变量PATH，⽆需写全路径execlp("ps", "ps", "-ef", NULL);// 带e的，需要⾃⼰组装环境变量execle("ps", "ps", "-ef", NULL, envp);execv("/bin/ps", argv);// 带p的，可以使⽤环境变量PATH，⽆需写全路径execvp("ps", argv);// 带e的，需要⾃⼰组装环境变量execve("/bin/ps", argv, envp);exit(0);
}函数的使用比较简单，可以拿着格式自己试试，同时需要注意的是，这里的argv和envp是我们之前学到的命令行参数和环境变量，可以拿自己也可以直接在main函数中接收，可以直接拿着父进程的用，如果都要可以使用putenv（）函数。
还有个点值得注意，在你的进程的地址空间，就如同全局变量一样，如果你不以参数形式传递给子进程，子进程也照样能拿到!!!!地址空间和页表!!!
3.六个接口与第七个的关系
上面我们不是提到了第七个接口，其实他叫做execve。
