fork和（failed）exec后C文件指针改变

Question

我制作了制作叉子的程序，我认为孩子不会影响父母。

但文件指针已更改，但我没有对父进行任何更改。

I'm one 21500 20
I'm two 21500 -1

此输出

printf

我想让两个execvp调用之间的文件指针不变。

为什么文件指针会发生变化，即使configuration.node.global should be a boolean.失败，我也可以使文件指针不变;

Answer 1

感谢Jonathan Leffler指出我们正确的方向。

虽然您的程序在CentOS 7 / GCC 4.8.5 / GLIBC 2.17上不会产生相同的意外行为，但您可能会发现不同的行为。根据POSIX（您依赖fork），您的程序的行为实际上是 undefined 。以下是the relevant section的一些摘录（强调补充）：

  

可以通过文件描述符访问打开的文件描述，   这是使用open()或pipe()等功能创建的   流，使用fopen()或popen()等函数创建的。   文件描述符或流被称为＆＃34;句柄＆＃34;在开放   它所引用的文件描述;一个打开的文件描述可能有   几个把手。

     

[...]

     

涉及任何一个句柄的函数调用的结果（＆＃34;活动的   handle＆＃34;）在本卷POSIX.1-2017的其他地方定义，但是如果   使用两个或更多个句柄，其中任何一个都是一个流，即   申请应确保其行为得到协调   如下面所描述的。 如果不这样做，结果是未定义的。

     

[...]

     

要使手柄成为活动手柄，应用程序应确保   以下操作是在最后一次使用之间执行的   handle（当前活动句柄）和第二次使用   handle（未来的活动句柄）。然后第二个手柄成为   主动手柄。 [...]

     

处理这些规则的手柄不需要在同一个过程中。

     

请注意，在fork()之后，存在两个句柄，其中之前存在一个句柄。   如果两个手柄都可以，应用程序应确保   访问，他们都处于另一个可能成为的状态   积极处理第一。 [在符合前述资格的情况下，]申请应准备fork()   就好像它是活动句柄的变化一样。 （如果唯一的行动   由其中一个进程执行的是exec函数之一或   _exit()（不是exit()），永远不会在该过程中访问句柄。）

     

对于第一个句柄，适用以下第一个适用条件。   [令人印象深刻的一系列替代方案不适用于OP的情况......]

     

  
• 如果使用允许读取的模式打开流，则底层打开文件描述指的是能够读取的设备   寻求，申请应执行fflush()，或   溪流应该关闭。
  

     

对于第二个句柄：

     

  
• 如果显式更改了文件偏移量的函数使用了任何先前的活动句柄，则上面的要求除外   第一个句柄，应用程序应执行lseek()或fseek()（如   适合于手柄的类型）到适当的位置。
  

因此，为了让OP程序在父级和子级中访问相同的流，POSIX要求父级fflush() stdin在分叉之前，以及子级{{1}它开始后。然后，在等待孩子终止后，父母必须fseek()流。然而，鉴于我们知道孩子的执行失败，可以通过让孩子使用fseek()（不访问流）而不是{{1}来避免对所有刷新和寻求的要求。 }}

遵守POSIX的规定会产生以下结果：

  

遵循这些规则，无论句柄顺序如何   使用，实现应确保应用程序，甚至一个   由几个过程组成，应产生正确的结果：没有数据   写作时应丢失或重复，所有数据均为   除非被搜查要求，否则按顺序书写。

但值得注意的是

  

是的   实现 - 定义是否以及在什么条件下所有输入   只看到一次。

我理解，仅仅听到您对计划行为的期望没有得到相关标准的证明，这可能有点令人不满意，但这确实存在。父进程和子进程确实具有一些相关的共享数据，这些共享数据采用公共开放文件描述的形式（它们具有相关的单独句柄），并且这似乎可能是意外的车辆（和未定义的行为，但是没有基础可以预测您看到的具体行为，也没有我在同一程序中看到的不同行为。

Answer 2

我能够使用gcc 5.4.0在Ubuntu 16.04上重现这一点。这里的罪魁祸首是exit以及子进程的创建方式。

exit的手册页说明了以下内容：

  

exit（）函数导致正常的进程终止和值   地位与0377将返回父级（请参阅wait（2））。

     

使用atexit（3）和on_exit（3）注册的所有函数都是   按照其注册的相反顺序调用。 （有可能的   对于其中一个函数，使用atexit（3）或on_exit（3）   注册在退出处理期间执行的附加功能;   新注册被添加到列表的前面   剩下要调用的函数。）如果其中一个函数有   不返回（例如，它调用_exit（2），或用a杀死自己   信号），然后没有剩余的功能被调用，进一步   退出处理（特别是刷新stdio（3）流）   被遗弃了。如果功能已多次注册   使用atexit（3）或on_exit（3），然后调用它多次   它被注册了。

     

刷新并关闭所有打开的stdio（3）流。创建的文件   删除tmpfile（3）。

     

C标准指定了两个常量，EXIT_SUCCESS和   EXIT_FAILURE，可以传递给exit（）以表示成功或   不成功终止。

因此，当您在孩子中致电exit时，会关闭FILE所代表的fp。

通常，在创建子进程时，它会获取父进程的文件描述符的副本。然而，在这种情况下，孩子的记忆似乎仍然在物理上指向父母的记忆。因此，当exit关闭FILE时，它会影响父级。

如果您将子项更改为_exit，则会关闭子项的文件描述符，但设法不触及FILE对象，并且父项中对ftell的第二次调用将成功。最好在非执行的孩子中使用_exit，因为它会阻止在孩子中调用atexit个处理程序。