在 C 中使用 execve 加载程序时子进程如何终止

Posted 2023-02-17

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【中文标题】在 C 中使用 execve 加载程序时子进程如何终止【英文标题】：how child processes get terminated when use execve loader in C 【发布时间】：2018-11-15 08:21:57 【问题描述】：

我是 C 的初学者，我正在努力理解 C 中的 execve 函数来调用子进程来加载和运行可执行对象文件。

我们知道execve只有在出现找不到文件名之类的错误时才会返回调用程序，所以它只被调用一次，永远不会返回。

这是我的问题，如果我们 fork 一个子进程来调用 execve 但由于 execve 永远不会返回，如果一切正常，它将始终执行某些操作，这意味着子进程永远不会终止，所以父进程如何获得这个子进程？下面是示例代码

if ((pid = Fork()) == 0)  /* Child runs user job */
   if (execve(argv[0], argv, environ) < 0)       -------->line 2
      printf("%s: Command not found.\n", argv[0]);
      exit(0);
   


/* Parent waits for foreground job to terminate */
if (waitpid(pid, &status, 0) < 0)   ------------> but the child process never terminated
   printf("waitpid error");

所以在第 2 行，execve(argv[0], argv, environ) 永远不会返回，所以子进程永远不会终止？

【问题讨论】：

当您加载的程序终止子进程时（通过从其main 函数返回或通过调用exit），子进程将被终止。就像任何其他过程一样。 @Someprogrammerdude 谢谢你，现在我明白了。但为什么 execve 设计为永不返回？我们不能设计成这样：如果子进程终止，则返回 1？为此您必须询问 UNIX 的原始设计者。至于知道子进程何时终止（并可能获得其返回码），请使用例如wait. @amjad 如果子进程终止，它不能返回 1，因为它是子进程。一旦exec 成功，你的代码就不再运行，也没有什么可返回的。 【参考方案1】：

您的程序foo，将启动一些子进程来运行其他程序bar，并且您希望它使用基本的系统调用 fork 和 execve 来做到这一点

让我们调用您的初始foo 进程p1。（这代表一些pid。）

首先，您将致电fork。这会创建一个 p1 的子进程，该进程正在运行 foo 的 另一个实例 调用那个子进程p1.1。

p1.1 正在运行 foo。但是你想运行bar。所以立即在 p1.1 中，foo 调用 execve(path/to/bar ...)。这将 p1.1 正在运行的foo 实例替换为bar 实例。然后你的子进程 p1.1 正在运行 bar，如您所愿。

要清楚这一点：-

execve(path/to/bar ...) 是否不在新的子进程中启动bar p1.1，并让 p1.1 仍在运行foo 的分叉后实例。相反，execve(path/to/bar ...) 替换 foo 的实例与 bar 的实例在进程 p1.1 中。在fork 之后，但在execve 之前，我们有：

p1[foo] -> p1.1[foo]

在execve 之后我们有：

p1[foo] -> p1.1[bar]

不是：

p1[foo] -> p1.1[foo] -> p1.1.1[bar]

你可以看到execve不能返回成功给它的调用者，p1.1[foo]，因为如果execve 成功，那么p1.1[foo] 不再存在。当然execve 不能将成功返回给p1[foo]，因为p1[foo] 没有调用它。

由于 execve 永远不会返回，如果一切正常，它将始终执行某些操作

没有。 execve 将 p1.1[foo] 替换为 p1.1[bar] 并且不返回，因为调用者不再存在。然后 p1.1[bar] 一直运行直到它终止。

p1.1[bar] 迟早会以其中一种方式终止 any 程序终止：它将运行到正常的exit，或者它将被信号杀死，或者它可能会主动调用abort。

父进程（p1）如何获取这个子进程（p1.1）？

首先，不必。一旦 p1[foo] 启动了 p1.1，它就可以，如果这就是你想要的，那就别管 p1.1，继续做其他事情如果有的话，最后是exit。如果 p1 在 p1.1 之前终止，则 p1.1 变成orphan process。一个孤儿进程立即被init process 采用为子进程。所以如果在此期间没有任何东西终止它，p1.1 将在init 终止时获得，在系统关闭时。

但很可能，您不想放弃孤儿，而您确实希望foo 知道孩子bar 的退出状态。在这种情况下， p1[foo] 迟早要致电wait/waitpid 来学习p1.1 结束，然后采取相应的行动。

与此同时，p1[foo] 很可能正在使用一些 inter-process communication 的形式。和/或 p1[foo] 可能注意 p1.1[bar] 还没有结束时经过的时间。在这些方式中的一种或其他方式中，p1[foo] 可能会确定 p1.1[bar] 有麻烦了，持续了太久，决定killp1.1 自己。当 p1.1 被杀 - 无论是谁干的 - 或根据自己的意愿结束，wait/waitpid 将把该信息返回给 p1[foo]，然后它可能会自行退出，或继续做其他事情。

在您询问的评论中：