-
Запуск на выполнение команды ls.
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
…
/*тело программы*/
…
execl(“/bin/ls”,”ls”,”-l”,(char*)0);
/* или execlp(“ls”,”ls”, ”-l”,(char*)0);*/
printf(“это напечатается в случае неудачного обращения к предыдущей функции, к примеру, если не был найден файл ls \n”);
…
}
В данном случае второй параметр – вектор из указателей на параметры строки, которые будут переданы в вызываемую программу. Как и ранее первый указатель – имя программы, последний – нулевой указатель. Эти вызовы удобны, когда заранее неизвестно число аргументов вызываемой программы.
-
Вызов программы компиляции.
#include <unistd.h>
int main(int argc, char **argv)
{
char *pv[]={
“cc”,
“-o”,
“ter”,
“ter.c”,
(char*)0
};
…
/*тело программы*/
…
execv (“/bin/cc”,pv);
…
}
Наиболее интересным является использование fork() совместно с системным вызовом exec(). Как отмечалось выше системный вызов exec() используется для запуска исполняемого файла в рамках существующего процесса. Ниже приведена общая схема использования связки fork() - exec().
Рис. 11 Использование схемы fork()-exec()
-
Схема использования fork-exec
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int pid;
if ((pid=fork())!=0){
if(pid>0)
{
/* процесс-предок */
}
else
{
/* ошибка */
}
}
else
{
/* процесс-потомок */
}
}
-
Использование схемы fork-exec
Программа порождает три процесса, каждый из которых запускает программу echo посредством системного вызова exec(). Данный пример демонстрирует важность проверки успешного завершения системного вызова exec(), в противном случае возможно исполнение нескольких копий исходной программы. В нашем случае если все вызовы exec() проработают неуспешно, то копий программ будет восемь. Если все вызовы exec() будут успешными, то после последнего вызова fork() будет существовать четыре копии процесса. В любом случае, порядок, в котором они будут выполняться, не определен.
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
if(fork()==0)
{
execl(“/bin/echo”, ”echo”, ”это”, ”сообщение один”, NULL);
printf(“ошибка\n”);
}
if(fork()==0)
{
execl(“/bin/echo”, ”echo”, ”это”, ”сообщение два”, NULL);
printf(“ошибка\n”);
}
if(fork()==0)
{
execl(“/bin/echo”, ”echo”, ”это”, ”сообщение три”, NULL);
printf(“ошибка\n ”);
}
printf(“процесс-предок закончился\n”);
return 0;
}
Результат работы может быть следующим.
процесс-предок закончился
это сообщение три
это сообщение два
это сообщение один
-
Завершение процесса.
Для завершения выполнения процесса предназначен системный вызов _exit()
#include <unistd.h>
void _exit(int exitcode);
Этот вызов никогда не завершается неудачно, поэтому для него не предусмотрено возвращающего значения. С помощью параметра exit_code процесс может передать породившему его процессу информацию о статусе своего завершения. Принято, хотя и не является обязательным правилом, чтобы процесс возвращал нулевое значение при нормальном завершении, и ненулевое – в случае какой-либо ошибки или нештатной ситуации.
В стандартной библиотеке Си имеется сервисная функция exit(), описанная в заголовочном файле stdlib.h, которая, помимо обращения к системному вызову _exit(), осуществляет ряд дополнительных действий, таких как, например, очистка стандартных буферов ввода-вывода.
Кроме обращения к вызову _exit(), другими причинами завершения процесса могут быть:
-
выполнение оператора return, входящего в состав функции main()
-
получение некоторых сигналов (об этом речь пойдет чуть ниже)
В любом из этих случаев происходит следующее:
-
освобождаются сегмент кода и сегмент данных процесса
-
закрываются все открытые дескрипторы файлов
-
если у процесса имеются потомки, их предком назначается процесс с идентификатором 1
-
освобождается большая часть контекста процесса, однако сохраняется запись в таблице процессов и та часть контекста, в которой хранится статус завершения процесса и статистика его выполнения
-
процессу-предку завершаемого процесса посылается сигнал SIGCHLD
Состояние, в которое при этом переходит завершаемый процесс, в литературе часто называют состоянием “зомби”.
Процесс-предок имеет возможность получить информацию о завершении своего потомка. Для этого служит системный вызов wait():
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
При обращении к этому вызову выполнение родительского процесса приостанавливается до тех пор, пока один из его потомков не завершится либо не будет остановлен. Если у процесса имеется несколько потомков, процесс будет ожидать завершения любого из них (т.е., если процесс хочет получить информацию о завершении каждого из своих потомков, он должен несколько раз обратиться к вызову wait()).
Возвращаемым значением wait() будет идентификатор завершенного процесса, а через параметр status будет возвращена информация о причине завершения процесса (завершен путем вызова _exit(), либо прерван сигналом) и коде возврата. Если процесс не интересуется это информацией, он может передать в качестве аргумента вызову wait() NULL-указатель.
Конкретный формат данных, записываемых в параметр status, может различаться в разных реализациях ОС. Во всех современных версиях UNIX определены специальные макросы для извлечения этой информации, например:
макрос WIFEXITED(*status) возвращает ненулевое значение, если процесс был завершен путем вызова _exit(), при этом макрос WEXITSTATUS(*status) возвращает статус завершения, переданный через _exit();
макрос WIFSIGNALED(*status) возвращает ненулевое значение, если процесс был прерван сигналом, при этом макрос WTERMSIG(*status) возвращает номер этого сигнала;
макрос WIFSTOPPED(*status) возвращает ненулевое значение, если процесс был приостановлен системой управления заданиями, при этом макрос WSTOPSIG(*status) возвращает номер сигнала, c помощью которого он был приостановлен.
Если к моменту вызова wait() один из потомков данного процесса уже завершился, перейдя в состояние зомби, то выполнение родительского процесса не блокируется, и wait() сразу же возвращает информацию об этом завершенном процессе. Если же к моменту вызова wait() у процесса нет потомков, системный вызов сразу же вернет –1. Также возможен аналогичный возврат из этого вызова, если его выполнение будет прервано поступившим сигналом.
После того, как информация о статусе завершения процесса-зомби будет доставлена его предку посредством вызова wait(), все оставшиеся структуры, связанные с данным процессом-зомби, освобождаются, и запись о нем удаляется из таблицы процессов. Таким образом, переход в состояние зомби необходим именно для того, чтобы процесс-предок мог получить информацию о судьбе своего завершившегося потомка, независимо от того, вызвал он wait() до или после фактического его завершения.
Что происходит с процессом-потомком, если его предок вообще не обращался к wait() и/или завершился раньше потомка? Как уже говорилось, при завершении процесса отцом для всех его потомков становится процесс с идентификатором 1. Он и осуществляет системный вызов wait(), тем самым освобождая все структуры, связанные с потомками-зомби.
Часто используется сочетание функций fork()-wait(), если процесс-сын предназначен для выполнения некоторой программы, вызываемой посредством функции exec(). Фактически этим предоставляется процессу-родителю возможность контролировать окончание выполнения процессов-потомков.