Операционная система UNIX - Робачевский Андрей Михайлович

В главе 1 уже говорилось о частом объединении вызовов fork(2) и exec(2), получившем специальное название fork-and-exec. Таким образом загружается подавляющее большинство программ, которые выполняются в системе.

При порождении процесса, который впоследствии может загрузить новую программу, "родителю" может быть небезынтересно узнать о завершении выполнения "потомка". Например, после того как запущена утилита ls(1), командный интерпретатор приостанавливает свое выполнение до завершения работы утилиты и только после этого выдает свое приглашение на экран. Можно привести еще множество ситуаций, когда процессам необходимо синхронизировать свое выполнение с выполнением других процессов. Одним из способов такой синхронизации является обработка родителем сигнала SIGCHLD, отправляемого ему при "смерти" потомка. Механизм сигналов мы рассмотрим в следующем разделе. Сейчас же остановимся на другом подходе.

Операционная система предоставляет процессу ряд функций, позволяющих ему контролировать выполнение потомков. Это функции wait(2), waitid(2) и waitpid(2):

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int* stat_loc);

int waitpid(idtype_t idtype, id_t id,

siginfo_t * infop, int options);

pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);

Первый из этих вызовов wait(2) обладает самой ограниченной функциональностью — он позволяет заблокировать выполнение процесса, пока кто-либо из его непосредственных потомков не прекратит существование. Вызов wait(2) немедленно возвратит состояние уже завершившегося дочернего процесса в переменной stat_loc, если последний находится в состоянии зомби. Значение stat_loc может быть проанализировано с помощью следующих макроопределений:

WIFEXITED(status) Возвращает истинное (ненулевое) значение, если процесс завершился нормально. WEXITSTATUS(status) Если WIFEXITED(status) не равно нулю, определяет код возврата завершившегося процесса (аргумент функции exit(2)). WIFSIGNALLED(status) Возвращает истину, если процесс завершился по сигналу. WTERMSIG(status) Если WIFSIGNALLED(status) не равно нулю, определяет номер сигнала, вызвавшего завершение выполнения процесса. WCOREDUMP(status) Если WIFSIGNALLED(status) не равно нулю, макрос возвращает истину в случае создания файла core.

Системный вызов waitid(2) предоставляет больше возможностей для контроля дочернего процесса. Аргументы idtype и id определяют, за какими из дочерних процессов требуется следить:

Значение аргумента idtype Описание P_PID waitid(2) блокирует выполнение процесса, следя за потомком, PID которого равен id. P_PGID waitid(2) блокирует выполнение процесса, следя за потомками, идентификаторы группы которых равны id. P_ALL waitid(2) блокирует выполнение процесса, следя за всеми непосредственными потомками.

Аргумент options содержит флаги, объединенные логическим ИЛИ, определяющие, за какими изменениями в состоянии потомков следит waitid(2):

Флаги аргумента options Описание WEXITED Предписывает ожидать завершения выполнения процесса. WTRAPPED Предписывает ожидать ловушки (trap) или точки останова (breakpoint) для трассируемых процессов. WSTOPPED Предписывает ожидать останова процесса из-за получения сигнала. WCONTINUED Предписывает вернуть статус процесса, выполнение которого было продолжено после останова. WNOHANG Предписывает завершить свое выполнение, если отсутствует статусная информация (т.е. отсутствует ожидаемое событие). WNOWAIT Предписывает получить статусную информацию, но не уничтожать ее, оставив дочерний процесс в состоянии ожидания.

Аргумент infop указывает на структуру siginfo_t, которая будет заполнена информацией о потомке. Мы рассмотрим эту структуру в следующем разделе.

Функция waitpid(2), как и функции wait(2) и waitid(2), позволяет контролировать определенное множество дочерних процессов.

В заключение для иллюстрации описанных в этом разделе системных вызовов приведем схему работы командного интерпретатора при запуске команды.

...

/* Вывести приглашение shell*/

write(1, "$ ", 2);

/* Считать пользовательский ввод */

get_input(inputbuf);

/* Произвести разбор ввода: выделить команду cmd

   и ее аргументы arg[] */

parse_input(inputbuf, and, arg);

/* Породить процесс */

pid = fork();

if (pid == 0) {

 /* Запустить программу */

 execvp(cmd, arg);

 /* При нормальном запуске программы эта часть кода

    выполняться уже не будет — можно смело выводить

    сообщение об ошибке */