我正在做一个需要在 unix 中实现 fork() 的项目。我阅读了 freeBSD 和 openBSD 源代码，但它真的很难理解。有人可以解释一下返回两次的概念吗？我知道一个返回是一个孩子的pid，它被返回给父母，另一个是零，它被返回给一个子进程。但是我无法理解如何实现两次返回的概念……我怎样才能返回两次？提前谢谢大家。
【问题讨论】：
fork()？您在一个还没有它的系统上吗？
标签： c unix fork freebsd openbsd
当您调用fork 时，它会返回“两次”，因为分叉会生成两个进程，每个进程都会返回。
因此，如果您正在实施fork，则必须创建第二个进程而不结束第一个进程。然后返回两次行为将自然发生：两个不同进程中的每一个都将继续执行，只是它们返回的 value 不同（孩子给零，而父母给孩子的 PID）。
【讨论】：
当您想到一个函数返回时，您会想到通常的代码流，它从入口点（通常是main）开始，然后以严格确定性和线性的方式逐行执行。
然而，在现实世界的系统中，可能有多个执行上下文，每个执行上下文都有自己的控制流（新的 C++ 标准实际上包含了这个概念）。每个单独的进程都是一个从main 开始的执行上下文，但您也可以从现有的执行上下文中创建一个新的执行上下文（事实上，所有操作系统都必须能够做到这一点！）。 fork 是创建新执行上下文的一种方式，新上下文的入口点是fork 返回的点。但是，原始上下文也继续运行，并且在fork 调用之后照常继续运行。新的上下文是一个单独的进程，因此fork 在两个上下文中都返回（一次）。
还有其他方法可以创建新的执行上下文；一种是通过实例化std::thread 对象或使用特定于平台的函数来创建一个新的线程（在同一进程中）；另一个是 Linux 的 clone() 函数，它是 Posix 线程实现和 Linux 中 fork 的基础（通过为内核的调度程序创建新的执行路径，并复制所有虚拟内存（新进程）或不复制（新线程）。
【讨论】：
下面我将尝试解释如何从一个函数中返回两次。 我从一开始就警告你，这一切都是黑客行为。 但是有很多地方使用了这些技巧。
首先假设我们有以下 C 程序。
#include <stdio.h>
uint64_t saved_ret;
int main(int argc, char *argv[])
{
if (saveesp()) {
printf("here! esp = %llX\n", saved_ret);
jmpback();
} else {
printf("there! esp = %llX\n", saved_ret);
}
return 0;
}
现在我们希望 saveesp() 返回两次，这样我们就可以访问两个 printf。 下面是 saveesp() 的实现方式：
#define _ENTRY(x) \
.text; .globl x; .type x,@function; x:
#define NENTRY(y) _ENTRY(y)
NENTRY(saveesp)
movq (%rsp), %rax
movq %rax, saved_ret
movl $1, %eax
ret
NENTRY(jmpback)
xorq %rax, %rax
pushq saved_ret
ret
这绝不是可移植的代码。但是您可以为所有想要支持的平台编写类似的程序集存根。
saveesp() 所做的是，它获取存储在堆栈中的返回地址并将其保存到局部变量中。然后它返回 1。这是一个非零返回，它将我们带到第一个 printf。
在 printf() 之后我们调用 jmpback()。这是真正的黑客。这个函数使得 saveesp() 看起来第二次返回。
它通过将保存的返回地址压入堆栈并执行 ret 来实现。 ret 将从堆栈中弹出地址并跳转到它。这次返回代码设置为零。因此，当我们“到达”我们的 C 例程时，看起来我们刚刚从 saveesp() 返回值为零。这样就到达了第二个 printf。
如果您对此类 hack 感兴趣，您应该阅读更多关于用于实现异常处理的 C 标准中的 setjmp 和 longjmp。
此外，我们实际上在 OpenBSD 内核中的挂起/恢复代码路径上使用了它。 看看第 231 和 250 行的here，它与上面的 C 代码几乎相同。然后看看汇编代码here，第 542 行是第一次在挂起时返回的 savecpu 函数，第 375 行是我们在恢复时第二次返回的地方。
【讨论】：