调用 vfork 后的奇怪输出

Question

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int createproc();
pid_t pid;
int main()
{
    createproc();
    printf("%d\n", pid);
    exit(0);//_exit(0) gives the same result
}
int createproc()
{
    if(!(pid=vfork())) {
        printf("child proc:%d\n", pid);
    }
    else
        printf("parent proc:%d\n", pid);
}

程序的输出如下：

子进程：0

0

父进程：6958

子进程：0

分段错误

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

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，怎么做？如果不是，为什么？

2. 为什么在“parent proc:6958”后面有一行“child proc:0”？我不希望得到像意外行为这样的答案。

此外，通过反汇编，我注意到 vfork 的调用不像正常函数那样表现。没有堆栈平衡： 函数 vfork 的汇编代码转储：

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并在系统调用后推回(0xb7ed206e : int 0x80 0xb7ed2070 : push ecx)。最不寻常的是有一个ret指令：0xb7ed2083 : ret

我不熟悉汇编语言，谁能给我解释一下？

Answer 1

在vfork 之后，您可以在子进程中做的唯一事情是：

• 将函数的返回值存储到变量中。
• 致电_exit
• 调用您的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。如果您打算做任何其他事情（printf 可能是您可以在vfork 中调用的最糟糕的函数之一，并且绝对算作“其他任何事情”），请不要使用vfork，而是使用fork。

原因是在过去，fork 系统调用在复制进程的整个地址空间时可能会非常慢，并且在大多数情况下，fork 紧随其后的是exec*，它抛出了该地址远离空间。于是发明了vfork，新进程不复制地址空间，而是借用父进程的地址空间并挂起，直到调用exit或exec。

因此，您的代码首先会为子进程（但父进程的地址空间）中的 printf 缓冲区分配内存。这可能不安全，也可能不会让家长感到困惑。然后createproc函数返回可能会覆盖父级返回时将使用的堆栈帧，然后它再次调用printf，这一次肯定会破坏堆栈帧并进一步混淆printf的内部，然后它从@返回987654336@ 刷新 printf 缓冲区，破坏父级中 main 使用的堆栈帧，可能释放 printf 工作所必需的许多状态和 stdio 状态，然后退出。该出口解除了父级的挂起，这可能会崩溃，因为它返回的堆栈帧已经被破坏了。如果它没有被破坏并且它设法调用了 printf，那么 printf 中的内部状态就会被破坏，如果它没有被破坏，那么 stdout 描述符已经被子进程释放并且肯定会崩溃。

换句话说，如果你的代码中唯一在子进程中运行的不是_exit 或exec，那么你的代码就没有机会工作，因为这不是vfork 可以处理的。

Answer 2

我只能引用man vfork:

（来自 POSIX.1）vfork() 函数与 fork(2) 的效果相同， 除非由 vfork() 创建的进程修改了除用于存储 从 vfork() 返回值，或从调用 vfork() 的函数返回，或在成功调用 _exit(2) 或 exec(3) 系列函数之一之前调用任何其他函数。

这里的重要部分是：

如果子进程在调用 _exit 之前从调用 vfork() 的函数返回，则行为未定义

所以，修改你的代码：

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

以避免未定义的行为。因此，您必须特别退出应用程序。 （是的，6 只是一个值）

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