c语言system返回信息,理解c语言system函数的返回值

作者：新浪微博(@NP等不等于P)

计算机学习微信公众号(jsj_xx)

c语言中的system函数可以说是程序执行时的一道重生之门，其重生妙效犹如我们之前《透析硬链接和软链接的区别》一文中的软链接文件。然而，system函数也带来了判断返回值的烦恼！本文分享我们对system函数的返回值的理解，希望对c语言学习者有所帮助(如有错误，还望指正，谢谢)。

先给出我们理解的system函数执行原理：

fork出子进程1，该子进程1通过execl来启动bash，bash会重新fork出一个子进程2去做实际的cmdstring命令，主进程会waitpid等待此子进程1的终结(潜在地，子进程1会等待子进程2)。

理解了这个执行过程，我们很容易完备枚举出system函数返回值的各个场景了。注意，我们在本文中会将此返回值分为高8bit和低8bit两部分(具体原因看完本文即可理解)。如果fork失败，则system返回-1(16bit的整体)。

如果execl失败(包括非法的bash和非法的cmdstring)，则system返回高8bit的127。

如果waitpid失败但不是EINTR导致，则system返回-1(16bit的整体)且要设置errno。

如果waitpid失败且是EINTR导致，则system返回高8bit的0和低8bit的bash返回值(128+signal number)。

如果waitpid是成功的，则system返回高8bit的cmdstring的返回值和低8bit的0(0表示bash是正常终结的)。

通过上述5种情况，我们收获了关于返回值的以下启示：低8bit是bash的返回值，高8bit是cmdstring的返回值。

waitpid期间的EINTR返回也归入bash失败的场景。

waitpid期间的非EINTR终结以及fork失败归入整体失败的场景。

execl的失败归入cmdstring失败的场景。

可见，在fork+execl+waitpid不能完美终结的情况下，也要尽量靠近完美终结时的返回值方式：高低8bit分别(独立)存储cmdstring和bash的返回值，并且倾向于将失败场景归入cmdstring的失败。这种倾向性，无可厚非，毕竟求得cmdsting的返回值是system函数的核心业务。这样，cmdstring失败的错误码里预留了127给execl失败(或bash失败)，也就是说cmdstring支持的返回值范围是[0..126]了，真是让人难以接受啊。。。

另外，我们看到，cmdstring的返回值是靠waitpid返回的，而此返回值经过了多道手：子进程2、子进程1、主进程，可谓繁琐至极(考虑换别的机制了？下次我们谈popen)。。。

综上，system函数的完美终结需要以下三个条件同时成立：(status代表system函数的返回值)

1)status != -1

2)bash正常终结【即低8bit为0，或者说：WIFEXITED(status)为true】

3)cmdstring正常终结【即高8bit为0，或者说：WEXITSTATUS(status)==0】

上述引入的两个宏，具体含义如下：WIFEXITED(status)

returns true if the child terminated normally, that is, by call‐

ing exit(3) or _exit(2), or by returning from main().

WEXITSTATUS(status)

returns  the  exit  status  of  the child.  This consists of the

least significant 8 bits of the status argument that  the  child

specified  in  a  call to exit(3) or _exit(2) or as the argument

for a return statement in main().This  macro  should  only  be

employed if WIFEXITED returned true.

可见，一个聚焦于bash的终结，一个聚焦于cmdstring的终结，各有分工，互有所赖：WEXITSTATUS(status)仅在WIFEXITED(status)为true时才能使用。

附上source code：(为方便理解，我们稍微做了修改)/* If WIFEXITED(STATUS), the low-order 8 bits of the status.  */

#define __WEXITSTATUS(status)   (((status) & 0xff00) >> 8)/* Nonzero if STATUS indicates normal termination.  */

#define __WIFEXITED(status) ((status & 0x7f) == 0)

另外，system函数里的waitpid函数还要和SIGCHLD信号的处理保持和谐共处：在主进程中需要mask SIGCHLD，waitpid之后再unmask SIGCHLD，这个mask/unmask处理是system函数内部完成的。否则，SIGCHLD的handler将完全可能破坏掉主进程的waitpid，从而无法保证system函数返回值的正确性了(考虑这个场景：system函数的调用者的SIG CHLD的handler里也调用了waitpid，这样就架空了system函数里的waitpid)。。。

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