Что происходит с файлами открытыми в процессе когда данный процесс вызывает системный вызов fork

Обновлено: 06.07.2024

Материал этой статьи ни в коем случае не претендует на свою избыточность. Более подробно о процессах вы можете прочитать в книгах, посвященных программированию под UNIX.

Процессы. Системные вызовы fork() и exec(). Нити.

Процесс в Linux (как и в UNIX) - это программа, которая выполняется в отдельном виртуальном адресном пространстве. Когда пользователь регистрируется в системе, автоматически создается процесс, в котором выполняется оболочка (shell), например, /bin/bash.

В Linux поддерживается классическая схема мультипрограммирования. Linux поддерживает параллельное (или квазипараллельного при наличии только одного процессора) выполнение процессов пользователя. Каждый процесс выполняется в собственном виртуальном адресном пространстве, т.е. процессы защищены друг от друга и крах одного процесса никак не повлияет на другие выполняющиеся процессы и на всю систему в целом. Один процесс не может прочитать что-либо из памяти (или записать в нее) другого процесса без "разрешения" на то другого процесса. Санкционированные взаимодействия между процессами допускаются системой.

Ядро предоставляет системные вызовы для создания новых процессов и для управления порожденными процессами. Любая программа может начать выполняться только если другой процесс ее запустит или произойдет какое-то прерывание (например, прерывание внешнего устройства).

В связи с развитием SMP (Symmetric Multiprocessor Architectures) в ядро Linux был внедрен механизм нитей или потоков управления (threads). Нить - это процесс, который выполняется в виртуальной памяти, используемой вместе с другими нитями процесса, который обладает отдельной виртуальной памятью.

Если интерпретатору (shell) встречается команда, соответствующая выполняемому файлу, интерпретатор выполняет ее, начиная с точки входа (entry point). Для С-программ entry point - это функция main. Запущенная программа тоже может создать процесс, т.е. запустить какую-то программу и ее выполнение тоже начнется с функции main.

Для создания процессов используются два системных вызова: fork() и exec. fork() создает новое адресное пространство, которое полностью идентично адресному пространству основного процесса. После выполнения этого системного вызова мы получаем два абсолютно одинаковых процесса - основной и порожденный. Функция fork() возвращает 0 в порожденном процессе и PID (Process ID - идентификатор порожденного процесса) - в основном. PID - это целое число.
Теперь, когда мы уже создали процесс, мы можем запустить программу с помощью вызова exec. Параметрами функции exec является имя выполняемого файла и, если нужно, параметры, которые будут переданы этой программе. В адресное пространство порожденного с помощью fork() процесса будет загружена новая программа и ее выполнение начнется с точки входа (адрес функции main).

В качестве примера рассмотрим этот фрагмент программы

if (fork()==0) wait(0);
else execl("ls", "ls", 0); /* порожденный процесс */

Выделяется память для описателя нового процесса в таблице процессов
Назначается идентификатор процесса PID
Создается логическая копия процесса, который выполняет fork() - полное копирование содержимого виртуальной памяти родительского процесса, копирование составляющих ядерного статического и динамического контекстов процесса-предка
Увеличиваются счетчики открытия файлов (порожденный процесс наследует все открытые файлы родительского процесса).
Возвращается PID в точку возврата из системного вызова в родительском процессе и 0 - в процессе-потомке.

Сигнал - способ информирования процесса ядром о происшествии какого-то события. Если возникает несколько однотипных событий, процессу будет подан только один сигнал. Сигнал означает, что произошло событие, но ядро не сообщает сколько таких событий произошло.

окончание порожденного процесса (например, из-за системного вызова exit (см. ниже))
возникновение исключительной ситуации
сигналы, поступающие от пользователя при нажатии определенных клавиш.

Установить реакцию на поступление сигнала можно с помощью системного вызова signal
func = signal(snum, function);

snum - номер сигнала, а function - адрес функции, которая должна быть выполнена при поступлении указанного сигнала. Возвращаемое значение - адрес функции, которая будет реагировать на поступление сигнала. Вместо function можно указать ноль или единицу. Если был указан ноль, то при поступлении сигнала snum выполнение процесса будет прервано аналогично вызову exit. Если указать единицу, данный сигнал будет проигнорирован, но это возможно не для всех процессов.

С помощью системного вызова kill можно сгенерировать сигналы и передать их другим процессам.
kill(pid, snum);
где pid - идентификатор процесса, а snum - номер сигнала, который будет передан процессу. Обычно kill используется для того, чтобы принудительно завершить ("убить") процесс.
Pid состоит из идентификатора группы процессов и идентификатора процесса в группе. Если вместо pid указать нуль, то сигнал snum будет направлен всем процессам, относящимся к данной группе (понятие группы процессов аналогично группе пользователей). В одну группу включаются процессы, имеющие общего предка, идентификатор группы процесса можно изменить с помощью системного вызова setpgrp. Если вместо pid указать -1, ядро передаст сигнал всем процессам, идентификатор пользователя которых равен идентификатору текущего выполнения процесса, который посылает сигнал.

Сигналы (точнее их номера) описаны в файле singnal.h

Для нормального завершение процесса используется вызов
exit(status);
где status - это целое число, возвращаемое процессу-предку для его информирования о причинах завершения процесса-потомка.
Вызов exit может задаваться в любой точке программы, но может быть и неявным, например при выходе из функции main (при программировании на C) оператор return 0 будет воспринят как системный вызов exit(0);

Перенаправление ввода/вывода

Практически все операционные системы обладают механизмом перенаправления ввода/вывода. Linux не является исключением из этого правила. Обычно программы вводят текстовые данные с консоли (терминала) и выводят данные на консоль. При вводе под консолью подразумевается клавиатура, а при выводе - дисплей терминала. Клавиатура и дисплей - это, соответственно, стандартный ввод и вывод (stdin и stdout). Любой ввод/вывод можно интерпретировать как ввод из некоторого файла и вывод в файл. Работа с файлами производится через их дескрипторы. Для организации ввода/вывода в UNIX используются три файла: stdin (дескриптор 1), stdout (2) и stderr(3).

Символ > используется для перенаправления стандартного вывода в файл.
Пример:
$ cat > newfile.txt Стандартный ввод команды cat будет перенаправлен в файл newfile.txt, который будет создан после выполнения этой команды. Если файл с этим именем уже существует, то он будет перезаписан. Нажатие Ctrl + D остановит перенаправление и прерывает выполнение команды cat.

Символ < используется для переназначения стандартного ввода команды. Например, при выполнении команды cat > используется для присоединения данных в конец файла (append) стандартного вывода команды. Например, в отличие от случая с символом >, выполнение команды cat >> newfile.txt не перезапишет файл в случае его существования, а добавит данные в его конец.

Команды для управления процессами

Предназначена для вывода информации о выполняемых процессах. Данная команда имеет много параметров, о которых вы можете прочитать в руководстве (man ps). Здесь я опишу лишь наиболее часто используемые мной:

Параметр	Описание
-a	отобразить все процессы, связанных с терминалом (отображаются процессы всех пользователей)
-e	отобразить все процессы
-t список терминалов	отобразить процессы, связанные с терминалами
-u идентификаторы пользователей	отобразить процессы, связанные с данными идентификаторыми
-g идентификаторы групп	отобразить процессы, связанные с данными идентификаторыми групп
-x	отобразить все процессы, не связанные с терминалом

Например, после ввода команды ps -a вы увидите примерно следующее:

Для вывода информации о конкретном процессе мы можем воспользоваться командой:

Программа top

Предназначена для вывода информации о процессах в реальном времени. Процессы сортируются по максимальному занимаемому процессорному времени, но вы можете изменить порядок сортировки (см. man top). Программа также сообщает о свободных системных ресурсах.

Изменение приоритета процесса - команда nice

nice [-коэффициент понижения] команда [аргумент]

Команда nice выполняет указанную команду с пониженным приоритетом, коэффициент понижения указывается в диапазоне 1..19 (по умолчанию он равен 10). Суперпользователь может повышать приоритет команды, для этого нужно указать отрицательный коэффициент, например --10. Если указать коэффициент больше 19, то он будет рассматриваться как 19.

nohup - игнорирование сигналов прерывания

nohup команда [аргумент]

nohup выполняет запуск команды в режиме игнорирования сигналов. Не игнорируются только сигналы SIGHUP и SIGQUIT.

kill - принудительное завершение процесса

kill [-номер сигнала] PID

где PID - идентификатор процесса, который можно узнать с помощью команды ps.

Команды выполнения процессов в фоновом режиме - jobs, fg, bg

Команда jobs выводит список процессов, которые выполняются в фоновом режиме, fg - переводит процесс в нормальные режим ("на передний план" - foreground), а bg - в фоновый. Запустить программу в фоновом режиме можно с помощью конструкции &

я цитирую "Когда процесс создает новый процесс с помощью вызова fork (), только сегменты общей памяти совместно используются между родительским процессом и недавно раздвоенным дочерним процессом. Копии стека и кучи сделаны для вновь созданного процесса "из решений" концепции операционной системы " Silberschatz.

но когда я попробовал эту программу

и родитель и ребенок печатая такой же адрес который в кучи.

может кто-нибудь объяснить мне противоречие здесь. пожалуйста, четко укажите, что все вещи, разделяемые родителем и ребенком в пространстве памяти.

цитирую сам себя из другого потока.

когда выдается системный вызов fork (), копия всех страниц соответствующий родительский процесс создается, загружается в отдельный расположение памяти ОС для дочернего процесса. Но это не нужен в определенных случаях. Рассмотрим случай, когда ребенок выполняет системный вызов "exec" или выход из системы очень скоро после fork(). Когда child необходим только для выполнения команды для родительского процесса, нет необходимости копировать страницы родительского процесса, так как exec заменяет адресное пространство процесса, который его вызвал, на команда должна быть выполнена.

в таких случаях используется метод, называемый copy-on-write (COW). С этот метод, когда происходит вилка, страницы родительского процесса не являются скопировано для дочернего процесса. Вместо этого страницы совместно используются дочерний и родительский процесс. Всякий раз, когда процесс (Родительский или дочерний) изменяет страницу, отдельную только копия этой страницы для того процесса (родительского или дочернего), который выполнил модификацию. Затем этот процесс будет использовать только что скопированную страницу, а не общий во всех будущих ссылках. Другой процесс (который не изменял общую страницу) продолжает использовать исходную копию страница (которая больше не является общей). Эта техника называется копировать-на-запись, так как страница копируется, когда какой-либо процесс записывает он.

большинство современных процессоров вводят уровень косвенности, называемый виртуальный адрес. С виртуальными адресами, память каждого процесса начинается в" том же " месте, например, с нуля. Каждый процесс думает, что у него есть вся машина к себе, хотя очевидно, что на самом деле это не так.

таким образом, эти виртуальные адреса являются переводами физических адресов и не представляют собой одно и то же пространство физической памяти, чтобы оставить более практический пример, мы можем сделать тест, если мы скомпилируем и запустим несколько раз программу, которая отображает направление статической переменной, такой как эта программа.

невозможно получить один и тот же адрес памяти в два различные программы, если мы обращайтесь непосредственно к физической памяти.

и результаты, полученные при выполнении программы несколько раз.

да, оба процесса используют один и тот же адрес для этой переменной, но эти адреса используются разными процессами и, следовательно, не находятся в одном и том же виртуальное адресное пространство.

Это означает, что адреса одинаковы, но они не указывают на одну и ту же физическую память. Вы должны прочитать больше о виртуальной памяти, чтобы понять это.

вероятно, вы используете свою программу в операционной системе с виртуальной памятью. После fork() звонок, родитель и ребенок имеют отдельные адресные пространства, поэтому адрес 0x1370010 не указывает на одно и то же место. Если один процесс пишет *x , другой процесс не увидит изменения. (На самом деле это может быть одна и та же страница памяти или даже один и тот же блок в файле подкачки, пока он не будет изменен, но ОС гарантирует, что страница будет скопирована, как только родитель или ребенок пишет ему, насколько программа может судить, он имеет дело со своей собственной копией.)

адрес тот же, но адресное пространство не. Каждый процесс имеет свое собственное адресное пространство, поэтому 0x1370010 родителя не совпадает с 0x1370010 ребенка.

когда ядро fork() s процесс, скопированная информация памяти наследует ту же адресную информацию, так как куча эффективно копируется как есть. Если бы адреса были другими, как бы вы обновляли указатели внутри пользовательских структур? Ядро ничего не знает об этой информации, поэтому эти указатели будут признаны недействительными. Следовательно,физическая адрес может измениться (и на самом деле часто будет меняться даже во время жизни вашего исполняемого файла даже без fork() ing, но . --3-->логическое адрес остался прежним.

Прежде чем рассматривать создание параллельного сервера (что мы сделаем в следующем разделе), необходимо описать функцию Unix fork. Эта функция является единственным способом создания нового процесса в Unix.

Возвращает: 0 в дочернем процессе, идентификатор дочернего процесса в родительском процессе, -1 в случае ошибки

Если вы никогда не встречались с этой функцией, трудным для понимания может оказаться то, что она вызывается один раз, а возвращает два значения. Одно значение эта функция возвращает в вызывающем процессе (который называется родительским процессом) — этим значением является идентификатор созданного процесса (который называется дочерним процессом). Второе значение (нуль) она возвращает в дочернем процессе. Следовательно, по возвращаемому значению можно определить, является ли данный процесс родительским или дочерним.

Причина того, что функция fork возвращает в дочернем процессе нуль, а не идентификатор родительского процесса, заключается в том, что у дочернего процесса есть только один родитель, и дочерний процесс всегда может получить идентификатор родительского, вызвав функцию getppid. У родителя же может быть любое количество дочерних процессов, и способа получить их идентификаторы не существует. Если родительскому процессу требуется отслеживать идентификаторы своих дочерних процессов, он должен записывать возвращаемые значения функции fork.

Все дескрипторы, открытые в родительском процессе перед вызовом функции fork, становятся доступными дочерним процессам. Вы увидите, как это свойство используется сетевыми серверами: родительский процесс вызывает функцию accept, а затем функцию fork. Затем присоединенный сокет совместно используется родительским и дочерним процессами. Обычно дочерний процесс использует присоединенный сокет для чтения и записи, а родительский процесс только закрывает присоединенный сокет.

Существует два типичных случая применения функции fork:

1. Процесс создает свои копии таким образом, что каждая из них может обрабатывать одно задание. Это типичная ситуация для сетевых серверов. Далее в тексте вы увидите множество подобных примеров.

2. Процесс хочет запустить другую программу. Поскольку единственный способ создать новый процесс — это вызвать функцию fork, процесс сначала вызывает функцию fork, чтобы создать свою копию, а затем одна из копий (обычно дочерний процесс) вызывает функцию exec (ее описание следует за описанием функции fork), чтобы заменить себя новой программой. Этот сценарий типичен для таких программ, как интерпретаторы командной строки.

Единственный способ запустить в Unix на выполнение какой-либо файл — вызвать функцию exec. (Мы будем часто использовать общее выражение «функция exec», когда неважно, какая из шести функций семейства exec вызывается.) Функция exec заменяет копию текущего процесса новым программным файлом, причем в новой программе обычно запускается функция main. Идентификатор процесса при этом не изменяется. Процесс, вызывающий функцию exec, мы будем называть вызывающим процессом, а выполняемую при этом программу — новой программой.

В старых описаниях и книгах новая программа ошибочно называется «новым процессом». Это неверно, поскольку новый процесс не создается.

Различие между шестью функциями exec заключается в том, что они допускают различные способы задания аргументов:

? выполняемый программный файл может быть задан или именем файла (filename), или полным именем (pathname);

? аргументы новой программы либо перечисляются один за другим, либо на них имеется ссылка через массив указателей;

? новой программе либо передается окружение вызывающего процесса, либо задается новое окружение.

int execl(const char *pathname, const char *arg0, . /* (char*)0 */ );

int execv(const char *pathname, char *const argv[]);

int execle(const char *pathname, const char *arg0 . /* (char*)0,

int execve(const char *pathname, char *const argv[], char *const envp[]);

int execlp(const char *filename, const char *arg0, . /* (char*)0 */ );

int execvp(const char *filename, char *const argv[]);

Все шесть функций возвращают: -1 в случае ошибки, если же функция выполнена успешно, то ничего не возвращается

Эти функции возвращают вызывающему процессу значение -1, только если происходит ошибка. Иначе управление передается в начало новой программы, обычно функции main.

Отношения между этими шестью функциями показаны на рис. 4.4. Обычно только функция execve является системным вызовом внутри ядра, а остальные представляют собой библиотечные функции, вызывающие execve.

Рис. 4.4. Отношения между шестью функциями exec

Отметим различия между этими функциями:

1. Три верхних функции (см. рис. 4.4) принимают каждую строку как отдельный аргумент, причем перечень аргументов завершается пустым указателем (так как их количество может быть различным). У трех нижних функций имеется массив argv, содержащий указатели на строки. Этот массив должен содержать пустой указатель, определяющий конец массива, поскольку размер массива не задается.

2. Две функции в левой колонке получают аргумент filename. Он преобразуется в pathname с использованием текущей переменной окружения PATH. Если аргумент filename функций execlp или execvp содержит косую черту (/) в любом месте строки, переменная PATH не используется. Четыре функции в двух правых колонках получают полностью определенный аргумент pathname.

3. Четыре функции в двух левых колонках не получают явного списка переменных окружения. Вместо этого с помощью текущего значения внешней переменной environ создается список переменных окружения, который передается новой программе. Две функции в правой колонке получают точный список переменных окружения. Массив указателей envp должен быть завершен пустым указателем.

Дескрипторы, открытые в процессе перед вызовом функции exec, обычно остаются открытыми во время ее выполнения. Мы говорим «обычно», поскольку это свойство может быть отключено при использовании функции fcntl для установки флага дескриптора FD_CLOEXEC. Это нужно серверу inetd, о котором пойдет речь в разделе 13.5.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

9.1.1. Создание процесса: fork()

9.1.1.1. После fork() : общие и различные атрибуты

9.1.1.1. После fork(): общие и различные атрибуты Порожденный процесс «наследует» идентичные копии большого числа атрибутов от родителя. Многие из этих атрибутов специализированы и здесь неуместны. Поэтому следующий список намеренно неполон. Существенны

9.1.4. Запуск новой программы: семейство exec()

9.1.4.4. Атрибуты, наследуемые exec()

9.1.4.4. Атрибуты, наследуемые exec() Как и в случае с fork(), после вызова программой exec сохраняется ряд атрибутов:• Все открытые файлы и открытые каталоги; см. раздел 4.4.1 «Понятие о дескрипторах файлов» и раздел 3.3.1 «Базовое чтение каталогов». (Сюда не входят файлы, помеченные для

9.4.3.1. Флаг close-on-exec

9.4.3.1. Флаг close-on-exec После вызова fork() и перед вызовом exec() следует убедиться, что новая программа наследует лишь те открытые файлы, которые ей нужны. Вы не захотите, чтобы порожденный процесс мешался в открытых файлах родителя, если только это так не задумано. С другой стороны,

10.9. Сигналы, передающиеся через fork() и exec()

10.9. Сигналы, передающиеся через fork() и exec() Когда программа вызывает fork(), ситуация с сигналами в порожденном процессе почти идентична ситуации в родительском процессе. Установленные обработчики остаются на месте, заблокированные сигналы остаются заблокированными и т.д.

4.7. Функции fork и exec

9.1.2.1 Выгрузка при выполнении системной функции fork

9.1.2.1 Выгрузка при выполнении системной функции fork В описании системной функции fork (раздел 7.1) предполагалось, что процесс-родитель получил в свое распоряжение память, достаточную для создания контекста потомка. Если это условие не выполняется, ядро выгружает процесс из

9.2.1.1 Функция fork в системе с замещением страниц

9.2.1.1 Функция fork в системе с замещением страниц Как уже говорилось в разделе 7.1, во время выполнения функции fork ядро создает копию каждой области родительского процесса и присоединяет ее к процессу-потомку. В системе с замещением страниц ядро по традиции создает

5.1. Системные вызовы fork() и ехес()

5.1. Системные вызовы fork() и ехес() Процесс в Linux (как и в UNIX) — это программа, которая выполняется в отдельном виртуальном адресном пространстве. Когда пользователь регистрируется в системе, под него автоматически создается процесс, в котором выполняется оболочка (shell),

1.5. Действие команд fork, exec и exit на объекты IPC

1.5. Действие команд fork, exec и exit на объекты IPC Нам нужно достичь понимания действия функций fork, exec и _exit на различные формы IPC, которые мы обсуждаем (последняя из перечисленных функций вызывается функцией exit). Информация по этому вопросу сведена в табл. 1.4.Большинство функций

16.1. С помощью команды exec

16.1. С помощью команды exec Команда exec <filename перенаправляет ввод со stdin на файл. С этого момента весь ввод, вместо stdin (обычно это клавиатура), будет производиться из этого файла. Это дает возможность читать содержимое файла, строку за строкой, и анализировать каждую введенную

Пример 16-2. Перенаправление stdout с помощью exec

2.1.13. Опции -exec и -ok

2.1.13. Опции -exec и -ok Предположим, вы нашли нужные файлы и хотите выполнить по отношению к ним определенные действия. В этом случае вам понадобится опция -exec (некоторые системы позволяют с помощью опции -exec выполнять только команды ls илиls -l). Многие пользователи применяют

5.8. Команда exec

5.8. Команда exec Команда exec заменяет текущий интерпретатор shell указанной командой. Обычно она используется для того, чтобы закрыть текущий интерпретатор и запустить другой. Но у нее есть и другое применение. Например, команда видаexec < файлделает указанный файл стандартным

Основными активными сущностями в системе Linux являются процессы. Каждый процесс выполняет одну программу и изначально получает один поток управления. Иначе говоря, у процесса есть один счетчик команд, который отслеживает следующую исполняемую команду. Linux позволяет процессу создавать дополнительные потоки (после того, как он начинает выполнение).

Linux представляет собой многозадачную систему, так что несколько независимых процессов могут работать одновременно. Более того, у каждого пользователя может быть одновременно несколько активных процессов, так что в большой системе могут одновременно работать cотни и даже тысячи процессов. Фактически на большинстве однопользовательских рабочих станций (даже когда пользователь куда-либо отлучился) работают десятки фоновых процессов, называемых демонами (daemons). Они запускаются при загрузке системы из сценария оболочки.

Типичным демоном является cron. Он просыпается раз в минуту, проверяя, не нужно ли ему что-то сделать. Если у него есть работа, то он ее выполняет, а затем отправляется спать дальше (до следующей проверки).

Этот демон позволяет планировать в системе Linux активность на минуты, часы, дни и даже месяцы вперед. Например, представьте, что пользователю назначено явиться во военкомат в 3 часа дня в следующий вторник. Он может создать запись в базе данных демона cron, чтобы тот просигналил ему, скажем, в 14:30. Когда наступает назначенный день и время, демон cron видит, что у него есть работа, и запускает в назначенное время программу звукового сигнала (в виде нового процесса).

Демон cron также используется для периодического запуска задач, например ежедневного резервного копирования диска в 4 часа ночи или напоминания забывчивым пользователям каждый год за неделю до 31 декабря купить подарки для празднования нового года. Другие демоны управляют входящей и исходящей электронной почтой, очередями принтера, проверяют, достаточно ли еще осталось свободных страниц памяти и т.д. Демоны реализуются в системе Linux довольно просто, так как каждый из них представляет собой отдельный процесс, независимый от всех остальных процессов.

Процессы создаются в операционной системе Linux очень просто. Системный вызов fork создает точную копию исходного процесса, называемого родительским процессом (parent process). Новый процесс называется дочерним процессом (child process). У родительского и у дочернего процессов есть свои собственные (приватные) образы памяти. Если родительский процесс впоследствии изменяет какие-либо свои переменные, то эти изменения остаются невидимыми для дочернего процесса (и наоборот).

Открытые файлы используются родительским и дочерним процессами совместно. Это значит, что если какой-либо файл был открыт в родительском процессе до выполнения системного вызова fork, то он останется открытым в обоих процессах и в дальнейшем. Изменения, произведенные с этим файлом любым из процессов, будут видны другому. Такое поведение является единственно разумным, так как эти изменения будут видны также и любому другому процессу, который тоже откроет этот файл.

Тот факт, что образы памяти, переменные, регистры и все остальное и у родительского процесса, и у дочернего идентичны, приводит к небольшому затруднению: как процессам узнать, который из них должен исполнять родительский код, а который дочерний? Секрет в том, что системный вызов fork возвращает дочернему процессу число 0, а родительскому — отличный от нуля PID (Process IDentifier — идентификатор процесса) дочернего процесса. Оба процесса обычно проверяют возвращаемое значение и действуют соответственно:

pid = fork( ); /* если fork завершился успешно, pid > 0 в родительском процессе */
if (pid < 0) handle_error(); /* fork потерпел неудачу (например, память или какая-
либо таблица переполнена) */
> else if (pid > 0) /* здесь располагается родительский код */
> else /* здесь располагается дочерний код */
>

Если дочерний процесс желает узнать свой PID, то он может воспользоваться системным вызовом getpid. Идентификаторы процессов используются различным образом. Например, когда дочерний процесс завершается, его родитель получает PID только что завершившегося дочернего процесса. Это может быть важно, так как у родительского процесса может быть много дочерних процессов. Поскольку у дочерних процессов также могут быть дочерние процессы, то исходный процесс может создать целое дерево детей, внуков, правнуков и более дальних потомков.

При помощи каналов организуются конвейеры оболочки. Когда оболочка видит строку вроде
sort <f | head
то она создает два процесса, sort и head, а также устанавливает между ними канал таким образом, что стандартный поток вывода программы sort соединяется со стандартным потоком ввода программы head. При этом все данные, которые пишет sort, попадают напрямую к head, для чего не требуется временного файла. Если канал переполняется, то система приостанавливает работу sort до тех пор, пока head не удалит из него хоть сколько-нибудь данных.

Процессы также могут общаться и другим способом — при помощи программных прерываний. Один процесс может послать другому так называемый сигнал (signal). Процессы могут сообщить системе, какие действия следует предпринимать, когда придет сигнал. Варианты такие: проигнорировать сигнал, перехватить его, позволить сигналу убить процесс (действие по умолчанию для большинства сигналов). Если процесс выбрал перехват посылаемых ему сигналов, он должен указать процедуру обработки сигналов. Когда сигнал прибывает, управление сразу же передается обработчику. Когда процедура обработки сигнала завершает свою работу, то управление снова передается в то место, в котором оно находилось, когда пришел сигнал (это аналогично обработке аппаратных прерываний ввода-вывода). Процесс может посылать сигналы только членам своей группы процессов (process group), состоящей из его прямого родителя (и других предков), братьев и сестер, а также детей (и прочих потомков). Процесс может также послать сигнал сразу всей своей группе за один системный вызов.

Сигналы используются и для других целей. Например, если процесс выполняет вычисления с плавающей точкой и непреднамеренно делит на 0, то он получает сигнал SIGFPE (Floating-Point Exception SIGnal — сигнал исключения при выполнении операции с плавающей точкой).

Читайте также: