Самодел 1 (1114716), страница 22

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 22)

При удачном завершении возвращается:

- сыновьему процессу значение 0

- родительскому процессу PID порожденного процесса

При неудачном завершении возвращается –1, код ошибки устанавливается в переменной errno

В результате вызова fork() в таблицу процессов заносится новая запись, и порожденный процесс получает свой уникальный идентификатор. Для нового процесса создается контекст, большая часть содержимого которого идентична контексту родительского процесса, в частности, тело порожденного процесса содержит копии сегментов кода и данных его родителя.

Сыновний процесс наследует от родительского процесса:

 окружение - при формировании процесса ему передается некоторый набор параметров-переменных, используя которые, процесс может взаимодействовать с операционным окружением (интерпретатором команд и т.д.);

 файлы, открытые в процессе-отце, за исключением тех, которым было запрещено передаваться процессам-потомкам с помощью задания специального параметра при открытии. (Речь идет о том, что в системе при открытии файла с файлом ассоциируется некоторый атрибут, который определяет правила передачи этого открытого файла сыновним процессам. По умолчанию открытые в «отце» файлы можно передавать «потомкам», но можно изменить значение этого параметра и блокировать передачу открытых в процессе-отце файлов.);

 способы обработки сигналов;

 разрешение переустановки эффективного идентификатора пользователя;

 разделяемые ресурсы процесса-отца;

 текущий рабочий каталог и домашний каталоги

 и т.д.

Не наследуются от родительского процесса:

- Идентификатор процесса (PID)

- Идентификатор родительского процесса (PPID)

- Сигналы, ждущие доставки в родительский процесс

- Время посылки ожидающего сигнала, установленное системным вызовом alarm()

- Блокировки файлов, установленные родительским процессом

По завершении системного вызова fork() каждый из процессов – родительский и порожденный – получив управление, продолжат выполнение с одной и той же инструкции одной и той же программы, а именно с той точки, где происходит возврат из системного вызова fork(). Вызов fork() в случае удачного завершения возвращает сыновнему процессу значение 0, а родительскому PID порожденного процесса. Это принципиально важно для различения сыновнего и родительского процессов, так как сегменты кода у них идентичны. Таким образом, у программиста имеется возможность разделить путь выполнения инструкций в этих процессах. В случае неудачного завершения, т.е. если сыновний процесс не был порожден, системный вызов fork() возвращает –1, код ошибки устанавливается в переменной errno.

Пример

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)

{

printf("PID=%d; PPID=%d \n",getpid(), getppid());

/*печать PID текущего процесса и PID процесса-предка */

fork();

/*создание нового процесса, с этого момента два процесса функционируют параллельно и независимо*/

printf("PID=%d; PPID=%d \n",getpid(), getppid());

/*оба процесса печатают PID текущего процесса и PID процесса-предка*/

return 0;

}

Напечатается две строки, какая первой – неизвестно. Какой идентификатор родительского процесса распечатает вновь созданный процесс, если процесс-предок завершит свою работу раньше? (см. ответ дальше по тексту)

Пример

Программа создает два процесса – процесс-предок распечатывает заглавные буквы, а процесс-потомок строчные.

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)

{

char ch, first, last;

int pid;

if((pid=fork())>0)

{

/*процесс-предок*/

first =’A’;

last =’Z’;

}

else

{

/*процесс-потомок*/

first =’a’;

last =’z’;

}

for (ch = first; ch <= last; ch++)

{

write(1,&ch,1);

}

return 0;

}

Оба процесса распечатывают буквы одним и тем же оператором for. Оба процесса имеют возможность получить управление, таким образом любой из них может начать исполнение первым.

Семейство системных вызовов exec()

Ниже представлены прототипы функций семейства exec():

#include <unistd.h>

int execl(const char *path, char *arg0,…);

int execlp(const char *file, char *arg0,…);

int execle(const char *path, char *arg0,…, const char **env);

int execv(const char *path, const char **arg);

int execvp(const char *file, const char **arg);

int execve(const char *path, const char **arg, const char **env);

Семейство системных вызовов exec() заменяет тело вызывающего процесса, после чего данный процесс начинает выполнять другую программу. Управление передается на точку ее входа. Возврат к первоначальной программе происходит только в случае ошибки при обращении к exec() , т.е. если фактической замены тела процесса не произошло.

Первый параметр во всех вызовах задает имя файла программы, подлежащей исполнению. Этот файл должен быть исполняемым файлом и пользователь-владелец процесса должен иметь право на исполнение данного файла. Для функций с суффиксом «p» в названии имя файла может быть кратким, при этом при поиске нужного файла будет использоваться переменная окружения PATH. Далее передаются аргументы командной строки для вновь запускаемой программы, которые отобразятся в ее массив argv – в виде списка аргументов переменной длины для функций с суффиксом «l» либо в виде вектора строк для функций с суффиксом «v». В любом случае, в списке аргументов должно присутствовать как минимум 2 аргумента: имя программы, которое отобразится в элемент argv[0], и значение NULL, завершающее список.

В функциях с суффиксом «e» имеется также дополнительный аргумент, описывающий переменные окружения для вновь запускаемой программы – это массив строк вида name=value, завершенный значением NULL.

Возвращается: при удачном завершении 0, в случае ошибки -1

Заметим, что выполнение “нового” тела происходит в рамках уже существующего процесса, т.е. после вызова exec() сохраняется идентификатор процесса, и идентификатор родительского процесса, таблица дескрипторов файлов, приоритет, и большая часть других атрибутов процесса. Фактически происходит замена сегмента кода и сегмента данных.

Изменяются следующие атрибуты процесса:

- режимы обработки сигналов: для сигналов, которые перехватывались, после замены тела процесса будет установлена обработка по умолчанию, т.к. в новой программе могут отсутствовать указанные функции-обработчики сигналов;

- эффективные идентификаторы владельца и группы могут измениться, если для новой выполняемой программы установлен s-бит

- перед началом выполнения новой программы могут быть закрыты некоторые файлы, ранее открытые в процессе. Это касается тех файлов, для которых при помощи системного вызова fcntl() был установлен флаг close-on-exec. Соответствующие файловые дескрипторы будут помечены как свободные.

Сохраняются:

•Идентификатор процесса

•Идентификатор родительского процесса

•Таблица дескрипторов файлов

•Приоритет и большинство атрибутов

Пример

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)

{ …

/*тело программы*/

…

execl(“/bin/ls”,”ls”,”-l”,(char*)0);

/* или execlp(“ls”,”ls”, ”-l”,(char*)0);*/

printf(“это напечатается в случае неудачного обращения к предыдущей функции, к примеру, если не был найден файл ls \n”);

…

}

Пример. Вызов программы компиляции

#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)

{

char *pv[]={“cc”,“-o”,“ter”,“ter.c”,(char*)0};

…

/*тело программы*/

…

execv (“/bin/cc”,pv);

…

}

Использование схемы fork-exec

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)

{

int pid;

if ((pid=fork())!=0){

if(pid>0)

{/* процесс-предок */}

else

{/* ошибка */}

}

else

{/* процесс-потомок */}

}

Программа порождает три процесса, каждый из которых запускает программу echo посредством системного вызова exec(). Данный пример демонстрирует важность проверки успешного завершения системного вызова exec() , в противном случае возможно исполнение нескольких копий исходной программы. В нашем случае если все вызовы exec() проработают неуспешно, то копий программ будет восемь. Если все вызовы exec() будут успешными, то после последнего вызова fork() будет существовать четыре копии процесса. В каком порядке они пойдут на выполнение предсказать трудно.

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)

{

if(fork()==0)

{

execl(“/bin/echo”, ”echo”, ”это”, ”сообщение один”, NULL);

printf(“ошибка\n”);

}

if(fork()==0)

{

execl(“/bin/echo”, ”echo”, ”это”, ”сообщение два”, NULL);

printf(“ошибка\n”);

}

if(fork()==0)

{

execl(“/bin/echo”, ”echo”, ”это”, ”сообщение три”, NULL);

printf(“ошибка\n ”);

}

printf(“процесс-предок закончился\n”);

return 0;

}

Результат работы может быть следующим.

процесс-предок закончился

это сообщение три

это сообщение два

это сообщение один

Завершение процесса

Причинами завершения процесса могут быть:

- системный вызов _exit() (может быть с параметром – целым числом – кодом завершения процесса и без)

void _exit(int exitcode);

Этот вызов никогда не завершается неудачно, поэтому для него не предусмотрено возвращающего значения. С помощью параметра status процесс может передать породившему его процессу информацию о статусе своего завершения. Принято, хотя и не является обязательным правилом, чтобы процесс возвращал нулевое значение при нормальном завершении, и ненулевое – в случае какой-либо ошибки или нештатной ситуации.

- оператора return, входящего в состав функции main()

• получение некоторых сигналов (об этом речь пойдет чуть ниже)

В любом из этих случаев происходит следующее:

•Освобождается сегмента кода и сегмента данных процесса

•Закрываются все открытые дескрипторы файлов

•Если у процесса имеются потомки, их предком назначается процесс с идентификатором 1

•Освобождается большая часть контекста процесса однако сохраняется запись в таблице процессов и та часть контекста, в которой хранится статус завершения процесса и статистика его выполнения

•Процессу-предку посылается сигнал SIGCHLD

Состояние, в которое при этом переходит завершаемый процесс, в литературе часто называют состоянием “зомби”.

Процесс-предок имеет возможность получить информацию о завершении своего потомка. Для этого служит системный вызов wait():

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

При обращении к этому вызову выполнение родительского процесса приостанавливается до тех пор, пока один из его потомков не завершится либо не будет остановлен. Если у процесса имеется несколько потомков, процесс будет ожидать завершения любого из них (т.е., если процесс хочет получить информацию о завершении каждого из своих потомков, он должен несколько раз обратиться к вызову wait()).

Возвращаемым значением wait() будет идентификатор завершенного процесса, а через параметр status будет возвращена информация о причине завершения процесса (путем вызова _exit() либо прерван сигналом) и коде возврата. Если процесс не интересуется это информацией, он может передать в качестве аргумента вызову wait() NULL-указатель.

Если к моменту вызова wait() один из потомков данного процесса уже завершился, перейдя в состояние зомби, то выполнение родительского процесса не блокируется, и wait() сразу же возвращает информацию об этом завершенном процессе. Если же к моменту вызова wait() у процесса нет потомков, системный вызов сразу же вернет –1. Также возможен аналогичный возврат из этого вызова, если его выполнение будет прервано поступившим сигналом.

После того, как информация о статусе завершения процесса-зомби будет доставлена его предку посредством вызова wait(), все оставшиеся структуры, связанные с данным процессом-зомби, освобождаются, и запись о нем удаляется из таблицы процессов. Таким образом, переход в состояние зомби необходим именно для того, чтобы процесс-предок мог получить информацию о судьбе своего завершившегося потомка, независимо от того, вызвал он wait() до или после его завершения.

Характеристики

Список файлов лекций