2011. Машбук (1114722), страница 30
Текст из файла (страница 30)
В ОС Unixформированием процесса считается запуск исполняемого файла на выполнение.Исполняемым считается файл, имеющий установленный соответствующий битисполнения в правах доступа к нему, при этом файл может содержать либо исполняемыйкод, либо набор команд для командного интерпретатора. Каждый пользователь системыимеет свой идентификатор (UID — User ID).
Каждый файл имеет своего владельца, т.е.для каждого файла определен UID пользователя-владельца. В системе имеетсявозможность разрешать запуск файлов, которые не принадлежат конкретномупользователю. Большинство команд ОС Unix представляют собой исполняемые файлы,принадлежащие системному администратору (суперпользователю).
Таким образом, призапуске файла определены фактически два пользователя: пользователь-владелец файла ипользователь, запустивший файл (т.е. пользователь-владелец процесса). И эта информацияхранится в контексте процесса, как реальный идентификатор — идентификатор владельцапроцесса, и эффективный идентификатор — идентификатор владельца файла. А дальшевозможно следующее: можно подменить права процесса по доступу к файлу с реальногоидентификатора на эффективный идентификатор.
Соответственно, если пользовательсистемы хочет изменить свой пароль доступа к системе, хранящийся в файле, которыйпринадлежит лишь суперпользователю и только им может модифицироваться, то этотпользователь запускает процесс passwd, у которого эффективный идентификаторпользователя — это идентификатор суперпользователя (UID = 0), а реальнымидентификатором будет UID данного пользователя. И в этом случае права рядовогопользователя заменятся на права администратора, поэтому пользователь сможетсохранить новый пароль в системной таблице (в соответствующем файле).Следуя второй трактовке, процессом называется объект, порожденный системнымвызовом fork().
Этот системный вызов обеспечивает создание копии текущего процесса.Выше уже упоминалось определение системного вызова, повторим его. Под системнымвызовом понимается средство ОС, предоставляемое пользователям (а точнее, процессам),посредством которого процессы могут обращаться к ядру операционной системы завыполнением тех или иных функций. При этом выполнение системных вызововпроисходит в привилегированном режиме (поскольку непосредственную обработкусистемных вызовов производит ядро), даже если сам процесс выполняется впользовательском режиме.
Что касается реализации системных вызовов, то в однихслучаях системный вызов считается специфическим прерыванием, в других случаях —как команда обращения к операционной системе.2.2.2 Базовые средства управления процессами в ОС UnixДля порождения новых процессов в UNIX существует единая схема, с помощьюкоторой создаются все процессы, существующие в работающем экземпляре ОС UNIX, заисключением первых двух процессов (0-го и 1-го). Для создания нового процесса воперационной системе UNIX используется системный вызов fork().Рассмотрим, что происходит при обращении к системному вызову fork().
Приобращении процесса к данному системному вызову, операционная система создает копиютекущего процесса, т.е. появляется еще один процесс, тело которого полностью идентичноисходному процессу. Это означает, что система заносит в таблицу процессов новуюзапись, тем самым новый порождённый процесс получает уникальный идентификатор.Для этого нового процесса в системе создается контекст, большая часть содержимогокоторого идентична контексту родительского процесса, в частности, тело порожденногопроцесса содержит копии сегментов кода и данных его родителя.106Сыновний процесс наследует от родительского процесса большую часть контекста,а именно:окружение — при формировании процесса ему передается некоторый наборпараметров-переменных, используя которые, процесс может взаимодействовать соперационным окружением (интерпретатором команд и т.д.);файлы, открытые в процессе-отце, за исключением тех, которым было запрещенопередаваться процессам-потомкам с помощью задания специального параметрапри открытии.
(Речь идет о том, что в системе при открытии файла с нимассоциируется некоторый атрибут, который определяет правила передачи этогооткрытого файла сыновним процессам. По умолчанию открытые в «отце» файлыможно передавать «потомкам», но можно изменить значение этого параметра иблокировать передачу открытых в процессе-отце файлов.);способы обработки сигналов;разрешение переустановки эффективного идентификатора пользователя;разделяемые ресурсы процесса-отца;текущий рабочий и домашний каталоги;и т.д.Отметим, что при вызове fork() сыновний процесс не наследует следующиесоставляющие контекста родительского процесса:идентификатор процесса (PID);идентификатор родительского процесса (PPID);сигналы, ждущие доставки в родительский процесс;время посылки ожидающего сигнала, установленное системным вызовомalarm();блокировки файлов, установленные родительским процессом.#include <sys/types.h>#include <unistd.h>pid_t fork(void);По завершении системного вызова fork() каждый из процессов — родительский ипорожденный, — получив управление, продолжает выполнение с одной и той жеинструкции одной и той же программы, а именно, с той точки, где происходит возврат изсистемного вызова fork().
Вызов fork() в случае успешного завершения возвращаетсыновнему процессу значение 0, а родительскому процессу — PID порожденногопроцесса. Это принципиально важно для различения сыновнего и родительскогопроцессов, так как сегменты кода у них идентичны.
Таким образом, у программистаимеется возможность разделить путь выполнения инструкций в этих процессах. В случаенеудачного завершения (т.е. если сыновний процесс не был порожден, например, попричине отсутствия свободного места в таблице процессов), системный вызов fork()возвращает –1, а код ошибки устанавливается в переменной errno.Рассмотрим пример (Рис. 84). Пусть в системе обрабатывается процесс сидентификатором 2757.
В некоторый момент времени этот процесс обращается ксистемному вызову fork(), в результате чего в системе появляется новый процесс,который, предположим, имеет идентификатор 2760. Сразу оговоримся, что сыновнийпроцесс может получить совершенно произвольный идентификатор, отличный от нуля иединицы (обычно система выделяет новому процессу первую свободную запись в таблицепроцессов).
По выходу из системного вызова fork() процесс 2757 продолжит своевыполнение с первой команды из then-блока, а сыновний процесс 2760 — с первойкоманды из else-блока. Далее эти процессы ведут себя независимо с точки зрениясистемного управления процессами: в частности, порядок их обработки на процессоре в107общем случае пользователю неизвестен и зависит от той или иной реализованной всистеме стратегии планирования времени процессора.PID=2757main(){if((pid=fork())>0){...}else{...}}fork()PID=2757PID=2760main(){if((pid=fork())>0){...}else{...}}main(){if((pid=fork())>0){...}else{...}}Предок: выполняютсяоператоры в if-секцииПотомок: выполняютсяоператоры в else-секцииРис.
84. Пример использования системного вызова fork().Рассмотрим еще один пример. В данном случае используются дополнительно двасистемных вызова: getpid() для получения идентификатора текущего процесса и getppid()для получения идентификатора родительского процесса. Итак, данный процесс призапуске печатает на экране идентификаторы себя и своего отца, затем производитобращение к системному вызову fork(), после чего и данный процесс, и его потомок сновапечатают идентификаторы. Соответственно, на экране в случае успешной обработки всехсистемных вызовов будут напечатаны три строки, из которых две будут одинаковые.int main(int argc, char **argv){/* печать PID текущего процесса и PID процесса-предка */printf("PID=%d; PPID=%d \n", getpid(), getppid());/* создание нового процесса */fork();/* с этого момента два процесса функционируют параллельно инезависимо *//* оба процесса печатают PID текущего процесса и PIDпроцесса-предка */printf("PID=%d; PPID=%d \n", getpid(), getppid());}Редко бывает, когда в процессе происходит обращение лишь к системному вызовуfork().
Обычно к нему происходит обращение в связке с одним из семейства системныхвызовов exec(). Последние обеспечивают смену тела текущего процесса. В это семействовходят вызовы, у которых в названии префиксная часть обычно представлена как exec, асуффиксная часть служит для уточнения сигнатуры того или иного системного вызова.
Вкачестве иллюстрации приведем определение системного вызова execl().108#include <unistd.h>int execl(const char *path, char *arg0, ..., char *argn, 0);Параметр path указывает на имя файла программы, подлежащей исполнению.Параметры arg0, …, argn являются аргументами программы, передаваемыми ей привызове (это те параметры, которые будут содержаться в массиве argv при входе впрограмму).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
