خطوة fork()¶

منذ glibc 2.24، تبدأ دالة posix_spawn() باستدعاء clone(2) مع علمي CLONE_VM وCLONE_VFORK. تستخدم التطبيقات الأقدم fork(2)، أو ربما vfork(2) (انظر أدناه).

يُوضع PID العملية التابعة الجديدة في *pid. ثم تُعيد دالة posix_spawn() التحكم إلى العملية الأم.

لاحقًا، يمكن للأب استخدام إحدى استدعاءات النظام الموصوفة في wait(2) للتحقق من حالة العملية الابن. إذا فشل الابن في أي من خطوات الصيانة الموصوفة أدناه، أو فشل في تنفيذ الملف المطلوب، فإنه يخرج بحالة 127.

قبل glibc 2.24، تُنشأ العملية الابن باستخدام vfork(2) بدلاً من fork(2) عندما يكون أي مما يلي صحيحًا:

•

عنصر spawn-flags لكائن السمات المشار إليه بواسطة attrp يحتوي على العلم الخاص بـ GNU POSIX_SPAWN_USEVFORK؛ أو

•

file_actions هو NULL وعنصر spawn-flags لكائن السمات المشار إليه بواسطة attrp لا يحتوي على POSIX_SPAWN_SETSIGMASK، POSIX_SPAWN_SETSIGDEF، POSIX_SPAWN_SETSCHEDPARAM، POSIX_SPAWN_SETSCHEDULER، POSIX_SPAWN_SETPGROUP، أو POSIX_SPAWN_RESETIDS.

بعبارة أخرى، يُستخدم vfork(2) إذا طلبه المتصل، أو إذا لم يكن هناك تنظيف متوقع في الابن قبل أن ينفذ exec(3) الملف المطلوب.

خطوة ما قبل التنفيذ (pre-exec()): الصيانة¶

بين خطوتي fork() و exec()، قد تحتاج العملية الابن إلى أداء مجموعة من إجراءات الصيانة. تدعم الدالتان posix_spawn() و posix_spawnp() مجموعة صغيرة ومحددة جيدًا من مهام النظام التي يمكن للعملية الابن إنجازها قبل تنفيذ الملف القابل للتنفيذ. تُتحكم هذه العمليات بواسطة كائن السمات المشار إليه بواسطة attrp وكائن إجراءات الملف المشار إليه بواسطة file_actions. في الابن، تُجرى المعالجة بالتسلسل التالي:

(1)

إجراءات سمات العملية: تُغير قناع الإشارة، والمعالجات المبدئية للإشارة، وخوارزمية الجدولة ومعاملاتها، ومجموعة العملية، ومعرفات المستخدم والمجموعة الفعلية كما هو محدد بواسطة كائن السمات المشار إليه بواسطة attrp.

(2)

تُنفذ إجراءات الملف، كما هو محدد في وسيط file_actions، بالترتيب الذي حُددت به باستخدام استدعاءات دوال posix_spawn_file_actions_add*().

(3)

تُغلق واصفات الملفات التي تحتوي على العلم FD_CLOEXEC.

جميع سمات العملية في الابن، بخلاف تلك المتأثرة بالسمات المحددة في الكائن المشار إليه بواسطة attrp وإجراءات الملف في الكائن المشار إليه بواسطة file_actions، ستتأثر كما لو أن الابن أُنشئ باستخدام fork(2) ونفذ البرنامج باستخدام execve(2).

تُعرف إجراءات سمات العملية بواسطة كائن السمات المشار إليه بواسطة attrp. يتحكم سمة spawn-flags (المعينة باستخدام posix_spawnattr_setflags(3)) في الإجراءات العامة التي تحدث، وتحدد السمات الأخرى في الكائن القيم التي ستُستخدم خلال تلك الإجراءات.

تأثيرات الأعلام التي قد تُحدد في spawn-flags هي كما يلي:

POSIX_SPAWN_SETSIGMASK

يضبط قناع الإشارة على مجموعة الإشارات المحددة في سمة spawn-sigmask للكائن المشار إليه بواسطة attrp. إذا لم يُعيّن العلم POSIX_SPAWN_SETSIGMASK، فإن الابن يرث قناع إشارة الأب.

POSIX_SPAWN_SETSIGDEF

يعيد ضبط ترتيب جميع الإشارات في المجموعة المحددة في سمة spawn-sigdefault للكائن المشار إليه بواسطة attrp إلى المبدئي. لمعالجة ترتيبات الإشارات غير المحددة في سمة spawn-sigdefault، أو المعالجة عندما لا يُحدد POSIX_SPAWN_SETSIGDEF، انظر execve(2).

POSIX_SPAWN_SETSCHEDPARAM

إذا عُيّن هذا العلم، ولم يُعيّن العلم POSIX_SPAWN_SETSCHEDULER، فاضبط معاملات الجدولة على المعاملات المحددة في سمة spawn-schedparam للكائن المشار إليه بواسطة attrp.

POSIX_SPAWN_SETSCHEDULER

اضبط خوارزمية سياسة الجدولة ومعاملات الطفل، كما يلي:

POSIX_SPAWN_RESETIDS

إذا وُضعت هذه العلامة، أعد ضبط UID و GID الفعليين إلى UID و GID الحقيقيين لعملية الوالد. إذا لم توضع هذه العلامة، يحتفظ الطفل بـ UID و GID الفعليين للوالد. في كلتا الحالتين، إذا كانت بتات صلاحية set-user-ID و set-group-ID مفعلة في الملف القابل للتنفيذ، فسيغلب تأثيرها ضبط UID و GID الفعليين (انظر execve(2)).

POSIX_SPAWN_SETPGROUP

اضبط مجموعة العملية إلى القيمة المحددة في السمة spawn-pgroup للكائن المشار إليه بواسطة attrp. إذا كانت قيمة السمة spawn-pgroup تساوي 0، يُجعل معرف مجموعة عملية الطفل مساويًا لمعرف عمليته. إذا لم توضع علامة POSIX_SPAWN_SETPGROUP، يرث الطفل معرف مجموعة عملية الوالد.

POSIX_SPAWN_USEVFORK

منذ glibc 2.24، ليس لهذه العلامة أي تأثير. في التطبيقات الأقدم، يفرض وضع هذه العلامة استخدام خطوة fork() لـ vfork(2) بدلاً من fork(2). يجب تعريف ماكرو اختبار الميزة _GNU_SOURCE للحصول على تعريف هذا الثابت.

POSIX_SPAWN_SETSID (منذ glibc 2.26)

إذا وُضعت هذه العلامة، يجب على عملية الطفل إنشاء جلسة جديدة وتصبح قائدة الجلسة. يجب أيضًا على عملية الطفل أن تصبح قائدة مجموعة العملية الجديدة في الجلسة (انظر setsid(2)). يجب تعريف ماكرو اختبار الميزة _GNU_SOURCE للحصول على تعريف هذا الثابت.

إذا كان attrp فارغًا (NULL)، فتُطبق السلوكيات المبدئية الموصوفة أعلاه لكل علامة.

تحدد وسيطة file_actions سلسلة من عمليات الملف التي تُنفذ في عملية الطفل بعد المعالجة العامة الموصوفة أعلاه، وقبل تنفيذها لـ exec(3). إذا كان file_actions فارغًا (NULL)، فلا يُتخذ أي إجراء خاص، وتُطبق دلالات exec(3) القياسية—تبقى واصفات الملفات المفتوحة قبل exec مفتوحة في العملية الجديدة، باستثناء تلك التي وُضعت لها علامة FD_CLOEXEC. تظل أقفال الملفات في مكانها.

إذا لم يكن file_actions فارغًا (NULL)، فإنه يحتوي على مجموعة مرتبة من الطلبات لملفات open(2) و close(2) و dup2(2). تُضاف هذه الطلبات إلى file_actions بواسطة posix_spawn_file_actions_addopen(3) و posix_spawn_file_actions_addclose(3) و posix_spawn_file_actions_adddup2(3). تُنفذ العمليات المطلوبة بالترتيب الذي أُضيفت به إلى file_actions.

إذا فشل أي من إجراءات الصيانة (بسبب تمرير قيم زائفة أو أسباب أخرى قد تفشل فيها معالجة الإشارات، وجدولة العمليات، ودوال معرف مجموعة العملية، وعمليات واصف الملف)، تخرج عملية الطفل بقيمة خروج 127.

خطوة exec()¶

بمجرد أن يتفرع الطفل بنجاح وينفذ جميع خطوات ما قبل exec المطلوبة، يشغل الطفل الملف القابل للتنفيذ المطلوب.

تأخذ عملية الطفل بيئتها من وسيطة envp، التي تُفسر كما لو أنها مُررت إلى execve(2). تأتي وسيطات العملية المنشأة من وسيطة argv، التي تُعالج كما في execve(2).

مصدر البرنامج¶

#include <err.h>
#include <errno.h>
#include <spawn.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
char **environ;
int
main(int argc, char *argv[])
{


    pid_t child_pid;


    int s, opt, status;


    sigset_t mask;


    posix_spawnattr_t attr;


    posix_spawnattr_t *attrp;


    posix_spawn_file_actions_t file_actions;


    posix_spawn_file_actions_t *file_actionsp;


    /* Parse command-line options, which can be used to specify an


       attributes object and file actions object for the child.  */


    attrp = NULL;


    file_actionsp = NULL;


    while ((opt = getopt(argc, argv, "sc")) != -1) {


        switch (opt) {


        case 'c':       /* -c: close standard output in child */


            /* Create a file actions object and add a "close"


               action to it.  */


            s = posix_spawn_file_actions_init(&file_actions);


            if (s != 0)


                errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawn_file_actions_init");


            s = posix_spawn_file_actions_addclose(&file_actions,


                                                  STDOUT_FILENO);


            if (s != 0)


                errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawn_file_actions_addclose");


            file_actionsp = &file_actions;


            break;


        case 's':       /* -s: block all signals in child */


            /* Create an attributes object and add a "set signal mask"


               action to it.  */


            s = posix_spawnattr_init(&attr);


            if (s != 0)


                errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawnattr_init");


            s = posix_spawnattr_setflags(&attr, POSIX_SPAWN_SETSIGMASK);


            if (s != 0)


                errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawnattr_setflags");


            sigfillset(&mask);


            s = posix_spawnattr_setsigmask(&attr, &mask);


            if (s != 0)


                errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawnattr_setsigmask");


            attrp = &attr;


            break;


        }


    }


    if (argv[optind] == NULL) {


        fprintf(stderr, "Usage: %s [-cs] executable [args]\n", argv[0]);


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    /* Spawn the child.  The name of the program to execute and the


       command-line arguments are taken from the command-line arguments


       of this program.  The environment of the program execed in the


       child is made the same as the parent's environment.  */


    s = posix_spawnp(&child_pid, argv[optind], file_actionsp, attrp,


                     &argv[optind], environ);


    if (s != 0)


        errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawn");


    /* Destroy any objects that we created earlier.  */


    if (attrp != NULL) {


        s = posix_spawnattr_destroy(attrp);


        if (s != 0)


            errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawnattr_destroy");


    }


    if (file_actionsp != NULL) {


        s = posix_spawn_file_actions_destroy(file_actionsp);


        if (s != 0)


            errc(EXIT_FAILURE, s, "posix_spawn_file_actions_destroy");


    }


    printf("PID of child: %jd\n", (intmax_t) child_pid);


    /* Monitor status of the child until it terminates.  */


    do {


        s = waitpid(child_pid, &status, WUNTRACED | WCONTINUED);


        if (s == -1)


            err(EXIT_FAILURE, "waitpid");


        printf("Child status: ");


        if (WIFEXITED(status)) {


            printf("exited, status=%d\n", WEXITSTATUS(status));


        } else if (WIFSIGNALED(status)) {


            printf("killed by signal %d\n", WTERMSIG(status));


        } else if (WIFSTOPPED(status)) {


            printf("stopped by signal %d\n", WSTOPSIG(status));


        } else if (WIFCONTINUED(status)) {


            printf("continued\n");


        }


    } while (!WIFEXITED(status) && !WIFSIGNALED(status));


    exit(EXIT_SUCCESS);
}