wait() i waitpid()

Wywołanie systemowe wait() wstrzymuje wykonanie wątku wywołującego, dopóki nie zakończy się jeden z jego potomków. Wywołanie wait(&wstatus) jest równoważne:

waitpid(-1, &wstatus, 0);

Wywołanie systemowe waitpid() wstrzymuje wykonanie wątku wywołującego, dopóki potomek określony argumentem pid nie zmieni stanu. Domyślnie, waitpid() czeka jedynie na zatrzymanie potomka, lecz to zachowanie można zmienić argumentem options, jak opisano niżej.

Wartość pid może wynosić:

< -1

oznacza oczekiwanie na dowolnego potomka, którego identyfikator grupy procesów jest równy modułowi wartości (wartości bezwzględnej) pid.

-1

oznacza oczekiwanie na dowolnego potomka.

0

oznacza oczekiwanie na dowolnego potomka, którego identyfikator grupy procesów jest równy identyfikatorowi procesu wołającego, w momencie wywołania waitpid().

> 0

oznacza oczekiwanie na potomka, którego PID jest równy wartości pid.

Wartość options jest sumą (OR) zera lub więcej spośród następujących stałych:

WNOHANG

oznacza natychmiastowy powrót z funkcji, jeśli potomek nie zakończył pracy.

WUNTRACED

powraca również, jeśli potomek został zatrzymany (lecz nie śledzony za pomocą ptrace(2)). Status potomków śledzonych, które są zatrzymane jest zapewniany nawet gdy nie podano tej opcji.

WCONTINUED (od Linuksa 2.6.10)

powraca również, jeśli zatrzymany potomek został wznowiony sygnałem SIGCONT.

(Poniższe opcje dotyczą wyłącznie Linuksa.)

Jeśli wstatus nie wynosi NULL, to wait() i waitpid() przechowują informacje o statusie w int, na którą on wskazuje. Liczbę tę można sprawdzić następującymi makrami (które jako argument przyjmują nie wskaźnik do niej, jak czynią to wait() i waitpid(), lecz samą liczbę!):

WIFEXITED(wstatus)

zwraca prawdę, jeśli potomek zakończył się w sposób normalny tj. wywołując exit(3) lub _exit(2) albo powracając z main().

WEXITSTATUS(wstatus)

zwraca status zakończenia potomka. Składa się on z ośmiu najmniej znaczących bitów argumentu status, które potomek podał w wywołaniu do exit(3) lub _exit(2) albo argumentu powrotnego z main(). Makro to może być przetwarzane tylko jeśli WIFEXITED zwróciło prawdę.

WIFSIGNALED(wstatus)

zwraca prawdę, jeśli potomek został zakończony sygnałem.

WTERMSIG(wstatus)

zwraca numer sygnału, który spowodował zakończenie procesu potomnego. Makro to powinno być używane tylko po zwróceniu prawdy przez WIFSIGNALED.

WIFSTOPPED(wstatus)

zwraca prawdę, jeśli potomek dokonał zrzutu pamięci (zob. core(5)). Makra tego należy używać tylko wówczas, gdy WIFSIGNALED zwróciło prawdę.

Makro nie jest określone w POSIX.1-2001 i nie jest dostępne w niektórych implementacjach Uniksa (np. AIX, SunOS). Należy go zatem używać wewnątrz #ifdef WCOREDUMP ... #endif.

WIFSTOPPED(wstatus)

zwraca prawdę, jeśli proces potomny został zatrzymany po dostarczeniu sygnału; jest to możliwe tylko jeśli wywołanie wykonano z użyciem WUNTRACED lub gdy potomek jest śledzony (zob. ptrace(2)).

WSTOPSIG(wstatus)

zwraca numer sygnału, który spowodował zatrzymanie potomka. Makro to może być użyte tylko, gdy WIFSTOPPED zwróciło prawdę.

WIFCONTINUED(wstatus)

(od Linuksa 2.6.10) zwraca prawdę, jeśli proces potomny został wznowiony, ze względu na otrzymanie SIGCONT.

waitid()

Wywołanie systemowe waitid() (dostępne od Linuksa 2.6.9) udostępnia precyzyjniejszą kontrolę nad stanem potomka, na którego się czeka.

Argumenty idtype i id wybierają potomka (potomków), na którego się oczekuje, jak poniżej:

idtype == P_PID

Oczekuje na potomka, którego PID jest równy id.

idtype == P_PIDFD (od Linuksa 5.4)

Oczekuje na potomka, do którego odnosi się deskryptor pliku PID podany w id (więcej informacji o deskryptorach pliku PID w podręczniku pidfd_open(2)).

idtype == P_PGID

Oczekuje na dowolnego potomka, którego identyfikator grupy jest równy id. Od Linuksa 5.4, jeśli id wynosi zero, to oczekuje na dowolnego potomka z tej samej grupy procesów, co grupa procesu wywołującego w momencie wywołania.

idtype == P_ALL

Oczekuje na dowolnego potomka; id jest ignorowane.

Zmianę statusu potomka, na którego się oczekuje, podaje się za pomocą sumy (OR) jednego lub kilku poniższych znaczników w options:

WEXITED

Oczekuje na potomka, który został zakończony.

WSTOPPED

Oczekuje na potomka, który został zakończony za pomocą dostarczenia sygnału.

WCONTINUED

Oczekuje na (poprzednio zatrzymanego) potomka, który został wznowiony sygnałem SIGCONT.

Ponadto, w options można zsumować poniższe znaczniki:

WNOHANG

Tak jak w waitpid().

WNOWAIT

Pozostawia potomka w stanie oczekiwalnym; późniejszym wywołaniem oczekiwania można następnie pobrać informacje o stanie potomka.

Po pomyślnym powrocie, waitid() uzupełnia następujące pola struktury siginfo_t, na którą wskazuje infop:

si_pid

Identyfikator procesu potomnego.

si_uid

Rzeczywisty identyfikator użytkownika potomka (pole to nie jest ustawione w większości innych implementacji).

si_signo

Zawsze ustawione na SIGCHLD.

si_status

Status zakończenia potomka, taki jak podany do _exit(2) (lub exit(3)) lub sygnał powodujący zakończenie, zatrzymanie lub kontynuowanie potomka. Pole si_code może posłużyć do określenia sposobu interpretacji tego pola.

si_code

Ustawione na jeden z: CLD_EXITED (potomek wywołał _exit(2)); CLD_KILLED (potomek zabity sygnałem); CLD_DUMPED (potomek zabity sygnałem, zrzucił pamięć); CLD_STOPPED (potomek zatrzymany sygnałem); CLD_TRAPPED (śledzony potomek wyzwolił pułapkę) lub CLD_CONTINUED (potomek kontynuował po otrzymaniu SIGCONT).

Jeśli w options podano WNOHANG i nie było potomków w stanie oczekiwalnym, to waitid() zwróci bezzwłocznie 0, natomiast stan struktury siginfo_t, na którą wskazuje infop zależy od implementacji. Aby (w sposób przenośny) rozróżnić ten przypadek od sytuacji, gdy potomek był w stanie oczekiwalnym, należy wyzerować pole si_pid przed wywołaniem i sprawdzić, czy wartość pola jest niezerowa, po powrocie wywołania.

POSIX.1-2008 Technical Corrigendum 1 (2013) dodaje wymaganie, że gdy w options podano WNOHANG i nie było potomków w stanie oczekiwalnym, to waitid() powinno wyzerować pola si_pid i si_signo struktury. W Linuksie i innych implementacjach, które przestrzegają tego wymagania, nie ma potrzeby zerowania pola si_pid, przed wywołaniem waitid(). Obecnie, nie wszystkie implementacje przestrzegają jednak tego wymagania POSIX.1.

Różnice biblioteki C/jądra

wait() jest w rzeczywistością funkcją biblioteczną, która (w glibc) jest zaimplementowana jako wywołanie do wait4(2).

Na niektórych architekturach, nie ma wywołania systemowego waitpid(); zamiast tego interfejs ten jest zaimplementowany jako opakowująca funkcja biblioteki C, która wywołuje wait4(2).

Surowe wywołanie systemowe waitid() przyjmuje piąty argument, typu struct rusage *. Jeśli argument ten nie wynosi NULL, to jest używany do zwrócenia informacji o użyciu zasobów potomka, w ten sam sposób jak wait4(2). Więcej szczegółów w podręczniku getrusage(2).

Uwagi linuksowe

Pod Linuksem, wątek zarządzany przez jądro nie jest uruchamiany inaczej niż zwykły proces. Zamiast tego wątek jest po prostu procesem stworzonym przez wywołanie dostępnej tylko pod Linuksem funkcji systemowej clone(2). Inne funkcje, jak na przykład przenośne pthread_create(3) są zaimplementowane przez wywołania funkcji clone(2). W wersjach Linuksa poprzedzających 2.4, wątek był po prostu specyficznym przypadkiem procesu. W związku z tym nie mógł on czekać na potomków innego wątku nawet w przypadku, gdy ten drugi wątek należał do tej samej grupy wątków. Jednakże, POSIX zaleca taką funkcjonalność, więc począwszy od Linuksa 2.4 wątek może (i domyślnie będzie) czekać na potomków innych wątków należących do tej samej grupy wątków.

Następujące, specyficzne dla Linuksa opcje w options są przeznaczone dla potomków utworzonych za pomocą clone(2); mogą być one również, od Linuksa 4.7, używane z waitid():

__WCLONE

Oczekuje tylko na potomków typu „clone”. Jeśli opcja ta zostanie pominięta oczekiwanie będzie występować tylko na potomków typu „nie-clone”. (Potomek typu „clone” to taki, który po zakończeniu nie dostarcza swojemu procesowi macierzystemu sygnału lub dostarcza sygnał inny niż SIGCHLD.) Opcja ta jest ignorowana, jeśli ustawiona jest również opcja __WALL.

__WALL (od Linuksa 2.4)

Oczekuje na procesy potomne niezależnie od ich typu („clone” lub „non-clone”).

__WNOTHREAD (od Linuksa 2.4)

Nie oczekuje na procesy potomne innych wątków w obrębie tej samej grupy wątków. Było to w Linuksie domyślne przed wersją 2.4.

Od Linuksa 4.7, znacznik __WALL jest automatycznie dorozumiany, gdy potomek jest śledzony (ptraced).

Kod źródłowy programu

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
    int    wstatus;
    pid_t  cpid, w;
    cpid = fork();
    if (cpid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (cpid == 0) {            /* Kod wykonywany przez potomka */
        printf("PID potomka to %jd\n", (intmax_t) getpid());
        if (argc == 1)
            pause();                    /* Oczekiwanie na sygnały */
        _exit(atoi(argv[1]));
    } else {                    /* Kod wykonywany przez rodzica */
        do {
            w = waitpid(cpid, &wstatus, WUNTRACED | WCONTINUED);
            if (w == -1) {
                perror("waitpid");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            if (WIFEXITED(wstatus)) {
                printf("wyszedł, status=%d\n", WEXITSTATUS(wstatus));
            } else if (WIFSIGNALED(wstatus)) {
                printf("zabity sygnałem %d\n", WTERMSIG(wstatus));
            } else if (WIFSTOPPED(wstatus)) {
                printf("zatrzymany sygnałem %d\n", WSTOPSIG(wstatus));
            } else if (WIFCONTINUED(wstatus)) {
                printf("wznowiony\n");
            }
        } while (!WIFEXITED(wstatus) && !WIFSIGNALED(wstatus));
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
}