C - 调用 vfork 后奇怪的输出


#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int createproc();
pid_t pid;
int main()
{
    createproc();
    printf("%dn", pid);
    exit(0);//_exit(0) gives the same result
}
int createproc()
{
    if(!(pid=vfork())) {
        printf("child proc:%dn", pid);
    }
    else
        printf("parent proc:%dn", pid);
}

程序的输出如下:

儿童进程:0

0

家长进程:6958

儿童进程:0

分段错误

据我所知,vfork 将暂停父进程,除非调用 exec 或 exit 函数并共享堆栈段。所以在这里我有两个问题:

  1. 由于它们共享一个公共地址空间, exit(0( 会影响两个进程吗?如果是这样,如何?如果没有,为什么?

  2. 为什么会有一行"子进程:0"在"父程序:6958"之后?我不希望有像意外行为这样的答案。

此外,通过反汇编,我注意到 vfork 的调用没有表现为正常功能。没有堆栈余额:函数 vfork 的汇编程序代码转储:

0xb7ed2050 <+0>:        pop    ecx 
=> 0xb7ed2051 <+1>:         mov    edx,DWORD PTR gs:0x6c 
   0xb7ed2058 <+8>:     mov    eax,edx 
   0xb7ed205a <+10>:    neg    eax 
   0xb7ed205c <+12>:    jne    0xb7ed2063 <vfork+19> 
   0xb7ed205e <+14>:    mov    eax,0x80000000 
   0xb7ed2063 <+19>:    mov    gs:0x6c,eax 
   0xb7ed2069 <+25>:    mov    eax,0xbe 
   0xb7ed206e <+30>:    int    0x80 
   0xb7ed2070 <+32>:    push   ecx 
   0xb7ed2071 <+33>:    test   eax,eax 
   0xb7ed2073 <+35>:    je     0xb7ed207c <vfork+44> 
   0xb7ed2075 <+37>:    mov    DWORD PTR gs:0x6c,edx 
   0xb7ed207c <+44>:    cmp    eax,0xfffff001 
   0xb7ed2081 <+49>:    jae    0xb7ed2084 <vfork+52> 
   0xb7ed2083 <+51>:    ret    
   0xb7ed2084 <+52>:    call   0xb7f44d87 <__i686.get_pc_thunk.cx> 
   0xb7ed2089 <+57>:    add    ecx,0xedf77 
   0xb7ed208f <+63>:    mov    ecx,DWORD PTR [ecx-0x104] 
   0xb7ed2095 <+69>:    xor    edx,edx 
   0xb7ed2097 <+71>:    sub    edx,eax 
   0xb7ed2099 <+73>:    add    ecx,DWORD PTR gs:0x0 
   0xb7ed20a0 <+80>:    mov    DWORD PTR [ecx],edx 
   0xb7ed20a2 <+82>:    or     eax,0xffffffff 
   0xb7ed20a5 <+85>:    jmp    0xb7ed2083 <vfork+51> 

它实际上将返回地址弹出到 ecx 中并在系统调用后推回(0xb7ed206e <+30>:int 0x80 0xb7ed2070 <+32>:推送 ecx(。最不寻常的是有一个 ret 指令:0xb7ed2083 <+51>:ret

我不熟悉汇编语言,谁能给我解释一下?

vfork后,您在子进程中唯一可以执行的操作是:

  • 将函数的返回值存储到变量中。
  • 呼叫_exit
  • 调用操作系统提供给您的某个函数,该函数的名称以 exec 开头。

绝对没有别的。如果您打算执行其他任何操作(printf可能是您可以在vfork内部调用的最糟糕的功能之一,并且绝对算作"其他任何函数"(,请不要使用 vfork ,改用fork

这样做的原因是,在过去,当fork系统调用复制进程的整个地址空间时,它可能会非常慢,并且在大多数情况下,fork紧随其后的是丢弃该地址空间的exec*。因此,vfork发明了新进程不是复制地址空间,而是借用父进程的地址空间并将其挂起,直到调用exitexec

因此,您的代码首先要做的是它为子进程(但父进程的地址空间(中的 printf 缓冲区进行内存分配。这可能不安全,也可能不不安全,并使父母感到困惑。然后 createproc 函数返回可能覆盖父级在返回时将使用的堆栈帧,然后再次调用printf,这次肯定会破坏堆栈帧并进一步混淆 printf 的内部,然后它从刷新 printf 缓冲区的main返回,破坏main父级使用的堆栈帧, 可能会释放很多 printf 工作所需的状态和 stdio 状态,然后它退出。该出口会取消挂起父级,父级可能会崩溃,因为它返回到的堆栈帧已经损坏。如果它没有被破坏并且以某种方式设法调用 printf,则 printf 中的内部状态被破坏,如果它没有被破坏,则 stdout 描述符已经被孩子释放,这肯定会崩溃。

换句话说,如果代码中唯一在子级中运行的内容不是_exitexec,那么您的代码就没有工作的机会,因为这不是vfork可以处理的事情。

我只能引用man vfork

(来自 POSIX.1( vfork(( 函数与 fork(2( 具有相同的效果, 除了如果 vfork(( 创建的进程pid_t修改了除用于存储 从 vfork(( 返回值,或者从调用 vfork(( 的函数返回值,或者在成功调用 _exit(2( 或 exec(3( 系列函数之前调用任何其他函数。

这里重要的部分是:

如果子级在调用_exit之前从调用vfork()的函数返回,则行为未定义

因此,修改您的代码:

int createproc()
{
    if(!(pid=vfork())) {
        _exit(6);
    }
    else
        printf("parent proc:%dn", pid);
 }

以避免未定义的行为。因此,您特别必须退出应用程序。(是的,6只是一个值(

当然,如果这是您想要的,您也可以调用exec系列中的函数(即:运行另一个应用程序(。

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