wait() と waitpid()¶

wait() システムコールは、子プロセスのいずれかが終了するまで 呼び出し元のプロセスの実行を一時停止する。 以下の二つの呼び出しは等価である:

    wait(&status);


    waitpid(-1, &status, 0);

waitpid() システムコールは、 pid 引き数で指定した子プロセスの状態変化が起こるまで、 呼び出し元のプロセスの実行を一時停止する。デフォルトでは、 waitpid() は子プロセスの終了だけを待つが、この動作は options 引き数により変更可能である。

pid に指定できる値は以下の通り:

< -1

プロセスグループID が pid の絶対値に等しい子プロセスのいずれかが終了するまでを待つ。

-1

子プロセスのどれかが終了するまで待つ。

0

プロセスグループID が呼び出したプロセスのものと等しい 子プロセスを待つ。

> 0

プロセスID が pid に等しい子プロセスを待つ。

options の値は次の定数の 0 個以上の論理和である:

WNOHANG

状態変化が起こった子プロセスがない場合にすぐに復帰する。

WUNTRACED

子プロセスが停止した場合にも復帰する (子プロセスが ptrace(2) でトレースされている場合は除く)。 このオプションが指定されていない場合でも、停止したプロセスが 「トレース (traced)」されていれば、子プロセスの状態が報告される。

WCONTINUED (Linux 2.6.10 以降)

停止した子プロセスが SIGCONT の配送により再開した場合にも復帰する。

(Linux 専用オプションについては後述する)

status が NULL でなければ、 wait() や waitpid() は status で指す int に状態情報を格納する。 この整数は以下のマクロを使って検査できる。 (これらのマクロの引き数には、 wait() や waitpid() が書き込んだ整数そのものを指定する。ポインタではない!)

WIFEXITED(status)

子プロセスが正常に終了した場合に真を返す。 「正常に」とは、 exit(3) か _exit(2) が呼び出された場合、もしくは main() から復帰した場合である。

WEXITSTATUS(status)

子プロセスの終了ステータスを返す。 終了ステータスは status 引き数の下位 8ビットで構成されており、 exit(3) や _exit(2) の呼び出し時に渡された値、もしくは main() の return 文の 引き数として指定された値である。 このマクロを使用するのは WIFEXITED が真を返した場合だけにすべきである。

WIFSIGNALED(status)

子プロセスがシグナルにより終了した場合に真を返す。

WTERMSIG(status)

子プロセス終了の原因となったシグナルの番号を返す。 このマクロを使用するのは WIFSIGNALED が真を返した場合だけにすべきである。

WCOREDUMP(status)

子プロセスがコアダンプを生成した場合に真を返す。 このマクロを使用するのは WIFSIGNALED が真を返した場合だけにすべきである。 このマクロは POSIX.1-2001 では規定されておらず、 (AIX, SunOS などの) いくつかの Unix の実装では利用できない。 必ず #ifdef WCOREDUMP ... #endif で括って使用すること。

WIFSTOPPED(status)

子プロセスがシグナルの配送により停止した場合に真を返す。 これが真になるのは、システムコールが WUNTRACED を指定して呼び出された場合か、子プロセスがトレースされている場合 (ptrace(2) 参照) だけである。

WSTOPSIG(status)

子プロセスを停止させたシグナルの番号を返す。 このマクロを使用するのは WIFSTOPPED が 0 以外を返した場合だけにすべきである。

WIFCONTINUED(status)

(Linux 2.6.10 以降) 子プロセスが SIGCONT の配送により再開した場合に真を返す。

waitid()¶

waitid() システムコール (Linux 2.6.9 以降で利用可能) を使うと、 子プロセスのどの状態変化を待つかについてより細かな制御ができる。

引き数 idtype と id でどの子プロセスを待つかを選択する:

idtype == P_PID

プロセスID が id と一致する子プロセスを待つ。

idtype == P_PGID

プロセスグループID が id と一致する子プロセスを待つ。

idtype == P_ALL

子プロセス全部を対象に待つ。 id は無視される。

子プロセスのどの状態変化を待つかは以下のフラグで指定する (options には 1個以上のフラグの論理和をとって指定する):

WEXITED

子プロセスの終了を待つ。

WSTOPPED

子プロセスがシグナルの配送により停止するのを待つ。

WCONTINUED

(停止していた) 子プロセスが SIGCONT が配送されて再開するのを待つ。

さらに以下のフラグを論理和の形で options に指定できる:

WNOHANG

waitpid() と同様。

WNOWAIT

waitable 状態のプロセスをそのままにする。この後で wait コールを 使って、同じ子プロセスの状態情報をもう一度取得することができる。

成功した場合には、 waitid() は infop が指す siginfo_t 構造体の以下のフィールドを設定する:

si_pid

子プロセスのプロセスID。

si_uid

子プロセスの実ユーザID (このフィールドは他のほとんどの実装では設定されない)。

si_signo

常に SIGCHLD が設定される。

si_status

_exit(2) (か exit(3)) に指定された子プロセスの終了ステータス、もしくは 子プロセスの終了、停止、再開の原因となったシグナルが設定される。 このフィールドをどう解釈するかは、 si_code フィールドを参照して決めることができる。

si_code

以下のいずれかが設定される: CLD_EXITED (子プロセスが _exit(2) を呼び出した); CLD_KILLED (シグナルにより子プロセスが kill された); CLD_STOPPED (シグナルにより子プロセスが停止した); CLD_CONTINUED (SIGCONT により子プロセスが再開された)。

WNOHANG が options に指定されていて、 waitable 状態の子プロセスがなかった場合には、 waitid() はすぐに 0 を返す。このとき、 infop が指す siginfo_t 構造体の内容は不定である。 この場合を waitable 状態の子プロセスがあった場合と区別するには、 waitid() を呼び出す前に si_pid を 0 にしておき、コールが復帰した後でこのフィールドが 0 以外の値かどうか をチェックすればよい。

Linux での注意¶

Linux カーネルでは、カーネルによってスケジュールされるスレッドは プロセスと明確に区別できる構成要素ではない。スレッドは Linux 固有の clone(2) システムコールを使用して生成されるプロセスに過ぎない。 移植性のある pthread_create(3) コールのような他のルーチンは clone(2) を使用して実装されている; これらでは waitid() を使うことはできない。 Linux 2.4 より前では、スレッドは単に特殊なプロセスであったので、 例え同じスレッドグループであっても、 あるスレッドが別のスレッドの子プロセスが終了するのを待つことは出来なかった。 しかし、POSIX ではこのような機能を規定しており、 Linux 2.4 以降では、あるスレッドが同じスレッドグループの他のスレッドの 子プロセスが終了するのを待つことができるようになった。 そして将来はこれがデフォルトの動作になるであろう。

clone(2) を用いて作られた子プロセスには、以下の Linux 固有の options が使用できる。

__WCLONE

"clone" な子プロセスだけを待つ。 指定されなかった場合は非 "clone" な子プロセスだけを待つ ("clone" な子プロセスは、終了時に親プロセスへ全くシグナルを送らないか、 SIGCHLD 以外のシグナルを送る)。 このオプションは __WALL も指定された場合は無視される。

__WALL (Linux 2.4 以降)

"clone" であるかないかに関わらず、 全ての子プロセスを待つ。

__WNOTHREAD (Linux 2.4 以降)

同じスレッドグループの他のスレッドの子プロセスは待たない。 Linux 2.4 より前ではデフォルトであった。

プログラムのソース¶

#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{


    pid_t cpid, w;


    int status;


    cpid = fork();


    if (cpid == -1) {


        perror("fork");


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    if (cpid == 0) {            /* Code executed by child */


        printf("Child PID is %ld\n", (long) getpid());


        if (argc == 1)


            pause();                    /* Wait for signals */


        _exit(atoi(argv[1]));


    } else {                    /* Code executed by parent */


        do {


            w = waitpid(cpid, &status, WUNTRACED | WCONTINUED);


            if (w == -1) {


                perror("waitpid");


                exit(EXIT_FAILURE);


            }


            if (WIFEXITED(status)) {


                printf("exited, status=%d\n", WEXITSTATUS(status));


            } else if (WIFSIGNALED(status)) {


                printf("killed by signal %d\n", WTERMSIG(status));


            } else if (WIFSTOPPED(status)) {


                printf("stopped by signal %d\n", WSTOPSIG(status));


            } else if (WIFCONTINUED(status)) {


                printf("continued\n");


            }


        } while (!WIFEXITED(status) && !WIFSIGNALED(status));


        exit(EXIT_SUCCESS);


    }
}