首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >linux系统编程之进程(一):进程基本概述

linux系统编程之进程(一):进程基本概述

作者头像
s1mba
发布2018-01-03 19:35:36
1.5K0
发布2018-01-03 19:35:36
举报
文章被收录于专栏:开发与安全开发与安全

一、什么是进程

从用户的角度来看进程是程序的一次执行过程。 从操作系统的核心来看,进程是操作系统分配的内存、CPU时间片等资源的基本单位。 进程是资源分配的最小单位。 每一个进程都有自己独立的地址空间与执行状态。 像UNIX这样的多任务操作系统能够让许多程序同时运行,每一个运行着的程序就构成了一个进程。

二、进程数据结构

进程的静态描述:由三部分组成:PCB、有关程序段和该程序段对其进行操作的数据结构集。 进程控制块:用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。 代码段:是进程中能被进程调度程序在CPU上执行的程序代码段。 数据段:一个进程的数据段,可以是进程对应的程序加工处理的原始数据,也可以是程序执行后产生的中间或最终数据

堆栈段:程序运行时需要在这里做数据运算,存储临时数据,开辟函数栈等。在Linux下,栈是高地址往低地址增长的。

三、进程与程序

进程是动态的,程序是静态的。 进程的生命周期是相对短暂的,而程序是永久的。 进程数据结构PCB。 一个进程只能对应一个程序,一个程序可以对应多个进程。

四、进程状态变迁

运行状态(TASK_RUNNING) 可中断睡眠状态(TASK_INTERRUPTIBLE) 不可中断睡眠状态(TASK_UNINTERRUPTIBLE) 暂停状态(TASK_STOPPED) 僵死状态(TASK_ZOMBIE)

In computer operating systems terminology, a sleeping process can either be interruptible (woken via signals) or uninterruptible (woken explicitly). An uninterruptible sleep state is a sleep state that cannot handle a signal (such as waiting for disk or network IO (input/output)).  When the process is sleeping uninterruptibly, the signal will be noticed when the process returns from the system call or trap.  A process which ends up in “D” state for any measurable length of time is trapped in the midst of a system call (usually an I/O operation on a device — thus the initial in the ps output).  Such a process cannot be killed — it would risk leaving the kernel in an inconsistent state, leading to a panic. In general you can consider this to be a bug in the device driver that the process is accessing.

五、进程控制块

进程描述信息

进程标识符用于唯一的标识一个进程。

进程控制信息

进程当前状态 进程优先级 程序开始地址 各种计时信息 通信信息

资源信息

占用内存大小及管理用数据结构指针 交换区相关信息 I/O设备号、缓冲、设备相关的数结构 文件系统相关指针

现场保护信息

寄存器 PC 程序状态字PSW 栈指针

六、进程标识

每个进程都会分配到一个独一无二的数字编号,我们称之为“进程标识”(process identifier),或者就直接叫它PID. 是一个正整数,取值范围从2到32768(2.6内核以下) 当一个进程被启动时,它会顺序挑选下一个未使用的编号数字做为自己的PID 数字1一般为特殊进程init保留的

七、进程的创建

不同的操作系统所提供的进程创建原语的名称和格式不尽相同,但执行创建进程原语后,操作系统所做的工作却大致相同,都包括以下几点: 给新创建的进程分配一个内部标识,在内核中建立进程结构。 复制父进程的环境 为进程分配资源, 包括进程映像所需要的所有元素(程序、数据、用户栈等), 复制父进程地址空间的内容到该进程地址空间中。 置该进程的状态为就绪,插入就绪队列。

八、进程的销毁

进程终止时操作系统做以下工作: 关闭软中断:因为进程即将终止而不再处理任何信号; 回收资源:释放进程分配的所有资源,如关闭所有已打开文件,释放进程相应的数据结构等; 写记帐信息:将进程在运行过程中所产生的记帐数据(其中包括进程运行时的各种统计信息)记录到一个全局记帐文件中; 置该进程为僵死状态:向父进程发送子进程死的信号(SIGCHLD),将终止信息status送到指定的存储单元中; 转进程调度:因为此时CPU已经被释放,需要由进程调度进行CPU再分配。

九、对于一个进程来说,相关联的ID有下面几个:

ID

作用

实际用户ID

实际上我们是谁

实际组ID

有效用户ID

以什么权限运行

有效组ID

保存的设置用户ID

由exec函数保存

保存的设置组ID

#include <unistd.h>
int setuid(uid_t uid);
int setgid(gid_t gid);
//r for real,e for effective
int setreuid(uid_t ruid,uid_t euid);
int setregid(gid_t rgid,gid_t egid);
int seteuid(uid_t uid);
int setegid(gid_t gid);

关于保存的设置ID判断条件是_POSIX_SAVED_IDS/_SC_SAVED_IDS.

通常来说有效uid和gid等同于实际uid和gid. 但是对于一些特殊程序比如需要修改passwd,那么程序执行时必须以另外一种用户权限启动,所以区分了这两个概念。比如我们调用passwd修改密码,ruid和rgid是我们自己,而euid和egid则是root(/etc/passwd属主是root).为了查看文件是否设置了SUID和SGID,我们可以使用S_ISUID和S_ISGID & st_mode。

这里有必要说说保存设置用户ID的作用(保存设置组ID同)。假设我们编写一个程序aaa, 运行者是simba, 然后aaa的owner是root并且设置了SUID特殊权限位。 当我们exec这个aaa程序的话,我们ruid=simba, euid=root. 那么如果进行 seteuid(simba) 操作的话, 修改有效用户id为simba是允许的,因为ruid就是simba. 这样ruid=simba,euid=simba. 这样就造成了一个问题,如果我们此时想seteuid(root), 系统如何验证呢? 系统不可能再去读取一次文件系统,所以要求内核本身就保存一个设置用户id.可以知道设置用户id 通常保存的内容就是第一次exec文件使用的euid.

对于setuid(uid)行为是这样的:

  • 如果是超级用户进程的话,那么ruid=uid,euid=uid,saved_id=uid.
  • 如果不是超级用户进程的话,如果uid==ruid或者是saved_id的话,那么euid=uid.
  • 出错那么返回-1并且errno=EPERM.

id

exec但是SUID关闭

exec而且SUID打开

超级用户进程调用setuid(uid)

非特权用户调用setuid(uid)

ruid

不变

不变

uid

不变

euid

不变

文件owner uid

uid

uid

saved_id

euid

euid

uid

不变

对于setreuid不是很了解,对于seteuid来说和setuid差别不大,只不过超级用户进程调用seteuid(uid)只是修改euid=uid.

十、终止进程的5种方法

从main函数return返回 调用exit(C库函数) 调用_exit(系统调用) 调用abort(产生SIGABRT信号,异常终止) 由信号终止(如ctrl+c 产生的 SIGINT信号)

需要注意的是main函数返回会调用exit;exit会调用_exit; exit会调用fflush,但_exit不会调用fflush。

atexit可以注册终止处理程序,ANSI C规定最多可以注册32个终止处理程序。终止处理程序的调用与注册次序相反

int atexit(void (*function)(void));

参考:《APUE》

http://dirlt.com/#sec-1

本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2013-05-14 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档