c - vfork 调用后的奇怪输出

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

父过程:6958

子进程:0

段错误

据我所知，除非调用 exec 或 exit 函数并共享堆栈段，否则 vfork 将挂起父进程。所以这里我有两个问题:

1. 由于它们共享一个公共(public)地址空间，exit(0) 是否会影响两个进程？如果是这样，如何？如果不是，为什么？

2. 为什么“parent proc:6958”后面有一行“child proc:0”？我不希望得到意外行为之类的答案。

此外，通过反汇编，我注意到 vfork 的调用不像正常函数那样运行。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 <+30>:int 0x80 0xb7ed2070 <+32>:push ecx)。最不寻常的是有一条 ret 指令:0xb7ed2083 <+51>: ret

我对汇编语言不熟悉，谁能给我解释一下？

Answer 1

在 vfork 之后，您唯一可以在子进程中做的事情是:

• 将函数的返回值存储到一个变量中。
• 调用_exit
• 调用您的操作系统提供给您的一些函数，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(并且 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，请改用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 是紧随其后的是 exec* ，它把那个地址空间扔掉了。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，挂起直到exit或exec 被调用。

所以您的代码所做的是首先为子进程中的 printf 缓冲区分配内存(但父进程的地址空间)。这可能不安全，也可能不安全，并且会让 parent 感到困惑。然后 createproc 函数返回可能会覆盖父返回时使用的堆栈帧，然后再次调用 printf ，这次肯定会破坏堆栈帧并进一步混淆printf 的内部结构，然后它从刷新 printf 缓冲区的 main 返回，破坏父级中 main 使用的堆栈帧，可能会释放很多状态和 stdio 状态这是 printf 工作所必需的，然后它退出。该导出取消挂起父级，这可能会崩溃，因为它返回的堆栈框架已经损坏。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，stdout 描述符已经被 child 释放并且肯定会崩溃。

换句话说，如果您的代码中唯一在子进程中运行的不是 _exit 或 exec，那么您的代码就没有机会工作，因为那是vfork 无法处理。