在Linux fork期间防止文件描述符继承

Z时代
2024-01-10
分类：问答

如何防止跨fork（）系统调用复制文件描述符（当然，不关闭文件描述符）？

我正在寻找一种方式来纪念作为

（如果你喜欢这么FD_DONTINHERIT功能）通过孩子fork（）的，有点像FD_CLOEXEC般的技巧，但对于叉。有人这样做吗？或对此进行了调查，对我有一个提示？

谢谢

更新：

我可以使用libc的__register_atfork

 __register_atfork(NULL, NULL, fdcleaner, NULL)

在fork（）返回之前关闭child中的fds。但是，fds仍在被复制，因此对我来说这听起来像是一个愚蠢的破解。问题是如何跳过不需要的fds的子项中的dup（）-ing

我在想一些需要fcntl（fd，F_SETFL，F_DONTINHERIT）的场景：

fork（）将复制事件fd（例如epoll）；有时这是不需要的，例如FreeBSD将kqueue（）事件fd标记为KQUEUE_TYPE，并且这些fds类型不会跨派复制（如果要复制kqueue fds，则显式跳过复制）从一个孩子使用它，它必须与共享的fd表进行分叉）

fork（）会复制100k不需要的fds来分叉一个孩子来执行一些CPU密集型任务（假设对fork（）的需求很低，并且程序员不希望为通常不会做的事情维护一个子级池）不会发生）

有些描述符我们要复制（0,1,2），有些（其中大多数？）不是。我认为完整的fdtable duping在这里是出于历史原因，但我可能是错的。

这听起来有多愚蠢：

修补fcntl以支持 文件描述符 上的 dontinherit 标志（不确定是否应按fd或fdtable fd_set保留该标志，例如是否保留close-on-exec标志）

修改内核中的dup_fd（）以跳过 Dontinherit fds的复制，就像freebsd 对 kq fds所做的一样

考虑程序

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <err.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
static int fds[NUMFDS];
clock_t t1;
static void cleanup(int i)
{
    while(i-- >= 0) close(fds[i]);
}
void clk_start(void)
{
    t1 = clock();
}
void clk_end(void)
{
    double tix = (double)clock() - t1;
    double sex = tix/CLOCKS_PER_SEC;
    printf("fork_cost(%d fds)=%fticks(%f seconds)\n",
        NUMFDS,tix,sex);
}
int main(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid;
    int i;
    __register_atfork(clk_start,clk_end,NULL,NULL);
    for (i = 0; i < NUMFDS; i++) {
        fds[i] = open("/dev/null",O_RDONLY);
        if (fds[i] == -1) {
            cleanup(i);
            errx(EXIT_FAILURE,"open_fds:");
        }
    }
    t1 = clock();
    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        errx(EXIT_FAILURE,"fork:");
    }
    if (pid == 0) {
        cleanup(NUMFDS);
        exit(0);
    } else {
        wait(&i);
        cleanup(NUMFDS);
    }
    exit(0);
    return 0;
}

当然，不能认为这是一个真正的长凳，但是无论如何：

root@pinkpony:/home/cia/dev/kqueue# time ./forkit
fork_cost(100 fds)=0.000000ticks(0.000000 seconds)
real    0m0.004s
user    0m0.000s
sys     0m0.000s
root@pinkpony:/home/cia/dev/kqueue# gcc -DNUMFDS=100000 -o forkit forkit.c
root@pinkpony:/home/cia/dev/kqueue# time ./forkit
fork_cost(100000 fds)=10000.000000ticks(0.010000 seconds)
real    0m0.287s
user    0m0.010s
sys     0m0.240s
root@pinkpony:/home/cia/dev/kqueue# gcc -DNUMFDS=100 -o forkit forkit.c
root@pinkpony:/home/cia/dev/kqueue# time ./forkit
fork_cost(100 fds)=0.000000ticks(0.000000 seconds)
real    0m0.004s
user    0m0.000s
sys     0m0.000s