QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Большинство форм функции exec являются POSIX-совместимыми, а большая часть форм функции spawn представляет собой специфическое расширение QNX. Более того, даже для тех функций группы spawn, которые часто называют POSIX-совместимыми [1], техническая документация QNX определяет степень совместимости примерно в таких терминах: « …функция spawn является функцией QNX Neutrino (основанной на POSIX 1003.1d черновом стандарте).»

Функции семейства exec, напротив, подменяют исполняемый код текущего процесса (не изменяя его идентификатор PID, права доступа, внешние ресурсы процесса, а также находящийся в том же адресном пространстве) исполняемым кодом из другого файла. Поэтому используются эти вызовы непосредственно после fork для замены копии вызывающего процесса новым (это классическая UNIX-технология использования).

Функции семейства spawn, напротив, порождают новый процесс (с новым идентификатором PID и в новом адресном пространстве). Все формы вызовов spawn после подготовительной работы (иногда очень значительной) в конечном итоге ретранслируются в вызов базовой формы spawn [13] , который последним действием своего выполнения и посылает сообщение procnto(менеджер процессов QNX, «территориально» объединенный с микроядром системы в одном файле).

13

Тем не менее это вовсе не означает, что следует непосредственно использовать вызов spawn, ведь он самый трудоемкий и чреват ошибками.

Базовый вызов spawn определяется следующим образом:

 #include <spawn.h>
 pid_t spawn(const char* path, int fd_count, const int fd_map[],
  const struct inheritance* inherit, char* const argv[],
  char* const envp[]);

где path— полное имя исполняемого бинарного файла;

fd_count— размерность следующего за ним массива fd_map;

fd_map— массив файловых дескрипторов, которые вы хотели бы унаследовать в дочернем процессе от родительского. Если fd_count не равен 0 (то есть может иметь значения вплоть до константы OPEN_MAX), то fd_map должен содержать список из fd_count файловых дескрипторов. Если же fd_count равен 0, то дочерний процесс наследует все родительские дескрипторы, исключая те, которые созданы с флагом PD_CLOEXEC функции fcntl;

inherit— системная структура (см. системные определения) типа struct inheritance, содержащая как минимум:

unsigned long flags— один или более установленных бит:

SPAWN_CHECK_SCRIPT— позволить spawn запускать требуемый командный интерпретатор, интерпретируя path как скрипт (интерпретатор указан в первой строке скрипта path);

SPAWN_SEARCH_PATH— использовать переменную окружения PATH для поиска выполняемого файла path;

SPAWN_SETGROUP— установить для дочернего процесса значение группы, специфицируемое членом (структуры) pgroup. Если этот флаг не установлен, дочерний процесс будет частью текущей группы родительского процесса;

SPAWN_SETND— запустить дочерний процесс на удаленном сетевом узле QNET, сам же удаленный узел специфицируется членом (структуры) nd(см. команду удаленного запуска on);

SPAWN_SETSIGDEF— использовать структуру sigdefault для определения процесса множества (набора) сигналов, для которых будет установлена реакция по умолчанию. Если этот флаг не установлен, дочерний процесс наследует все сигнальные реакции родителя;

SPAWN_SETSIGMASK— использовать sigmask в качестве сигнальной маски дочернего процесса.

pid_t pgroup— группа дочернего процесса; имеет смысл, только если установлен флаг SPAWN_SETGROUP. Если флаг SPAWN_SETGROUP установлен и inherit.pgroup установлен как SPAWN_NEWPGROUP, то дочерний процесс открывает новую группу процессов с идентификатором группы (GID), равным PID этого нового процесса.

sigset_t sigmask— сигнальная маска дочернего процесса, если установлен флаг SPAWN_SETSIGMASK.

sigset_t sigdefault— набор сигналов дочернего процесса, для которых определяется реакция по умолчанию, если установлен флаг SPAWN_SETSIGDEF.

uint32_t nd— это совершенно уникальный (относительно других ОС, а значит, и всего POSIX) параметр QNX - дескриптор узла сети QNET, на котором должен быть запущен новый процесс. Это поле используется, только если установлен флаг SPAWN_SETND.

argv— указатель массива аргументов. Значение argv[0] должно быть строкой ( char*), содержащей имя файла, загружаемого как процесс (но может быть NULL, если аргументы не передаются). Последний элемент массива argv обязан быть NULL. Само значение argv никогда не может быть NULL.

envp— указатель массива символьных строк переменных системного окружения (environment). Последний элемент массива envp обязан быть NULL. Каждый элемент массива является строкой ( char*) вида: variable = value. Если само значение указателя envp равно NULL, то дочерний процесс полностью наследует копию окружения родителя. (Окружение процесса — всегда «копия», поэтому любые изменения, внесенные в окружение дочерним процессом, никак не отражаются на окружении его родителя.)

Примечание

Если дочерний процесс является скриптом интерпретатора (флаг SPAWN_CHECK_SCRIPT), то первая строка текста скрипта должна начинаться с #!, за которыми должны следовать путь и аргументы того интерпретатора, который будет использоваться для интерпретации этого скрипта. К скрипту не применяется установленный в системе интерпретатор по умолчанию (как это происходит при вызове его по имени из командной строки).

Правила наследования (и ненаследования) параметров дочернего процесса от родителя (RID, RGID и других атрибутов) жестко регламентированы, достаточно сложны (в зависимости от флагов) и могут быть уточнены в технической документации QNX. Отметим, что безусловно наследуются такие параметры, как: а) приоритет и дисциплина диспетчеризации; б) рабочий и корневой каталоги файловой системы. Не наследуются: установки таймеров процесса tms_utime, tms_stime, tms_cutime и tms_cstime, значение взведенного сигнала SIGALRM(это значение сбрасывается в ноль), файловые блокировки, блокировки и отображения памяти (shared memory), установленные родителем.

При успешном завершении вызов функции возвращает PID порожденного процесса. При неудаче возвращается -1 и errno устанавливается:

• E2BIG— количество байт, заданное в списке аргументов или переменных окружения и превышающее ARG_MAX;

• EACCESS— нет права поиска в каталогах префикса имени файла, или для файла не установлены права на выполнение, или файловая система по указанному пути была смонтирована с флагом ST_NOEXEC;

• EAGAIN— недостаточно системных ресурсов для порождения процесса;

• ERADF— недопустим хотя бы один из файловых дескрипторов в массиве fd_map;

• EFAULT— недопустима одна из буферных областей, указанных в вызове;

• ELOOP— слишком глубокий уровень символических ссылок к файлу или глубина префиксов (каталогов) в полном пути к файлу;

• EMFILE— недостаточно ресурсов для отображения файловых дескрипторов в дочерний процесс;