进程控制

各种进程ID

#include

pid_t getpid(void);
Returns: process ID of calling process

pid_t getppid(void);
Returns: parent process ID of calling process

uid_t getuid(void);
Returns: real user ID of calling process

uid_t geteuid(void);
Returns: effective user ID of calling process

gid_t getgid(void);
Returns: real group ID of calling process

gid_t getegid(void);
Returns: effective group ID of calling process


fork()和vfork()

#include
pid_t fork(void);
pid_t vfork(void);
Returns: 0 in child, process ID of child in parent, 1 on error

子进程和父进程共享打开的文件，如下图：

因此，子进程和父进程的输出会交织在一起。通常情况下有两种方法避免，一是父进程创建子进程后等待子进程结束(如shell)，另一种是父进程和子进程分别关闭不需要的文件(如web server)。

除了打开的文件，子进程从父进程继承了很多其他的属性：

• Real user ID, real group ID, effective user ID, effective group ID
• Supplementary group IDs
• Process group ID
• Session ID
• Controlling terminal
• The set-user-ID and set-group-ID flags
• Current working directory
• Root directory
• File mode creation mask
• Signal mask and dispositions
• The close-on-exec flag for any open file descriptors
• Environment
• Attached shared memory segments
• Memory mappings
• Resource limits

子进程和父进程不同的地方有：

• The return value from fork
• The process IDs are different
• The two processes have different parent process IDs
• The child's tms_utime, tms_stime, tms_cutime, and tms_cstime values are set to 0
• File locks set by the parent are not inherited by the child
• Pending alarms are cleared for the child
• The set of pending signals for the child is set to the empty set

vfork()和fork()有两点不同：
1.子进程没有拷贝父进程的地址空间，它立即调用exec()或者exit()，调用之前在父进程地址空间运行
2.在子进程调用exec()或者exit()之前，父进程一直等待


exec()

#include

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,  char *const envp[] */ );
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 []);
All six return: 1 on error, no return on success

其中只有execve()是系统调用，其他的最终都转换成execve()，见下图：

exec()调用之后，进程的text,data,heap,stack等从新文件中载入，但是下面这些属性保持不变：

• Process ID and parent process ID
• Real user ID and real group ID
• Supplementary group IDs
• Process group ID
• Session ID
• Controlling terminal
• Time left until alarm clock
• Current working directory
• Root directory
• File mode creation mask
• File locks
• Process signal mask
• Pending signals
• Resource limits
• Values for tms_utime, tms_stime, tms_cutime, and tms_cstime

而下面这些属性则是会发生改变的：
1.打开的文件。如果exec()之前打开文件的时候使用了FD_CLOEXEC标志，那么exec()会自动关闭该文件。对于普通文件默认是没有FD_CLOEXEC的，也就是说exec()后之前的文件保持打开，然而(用opendir())打开的目录文件默认设置了FD_CLOEXEC，所以打开的目录在exec()后会自动关闭。
2.effective uid/gid。如果可执行文件设置了set-user-id，那么effective uid就是可执行文件的uid，否则不变，gid是一样的。/bin/passwd, /bin/sudo就是典型的set-uid可执行文件。


终止进程

五中正常终止的方式：

• 1.main()函数中return或者执行完最后一条语句
• 2.调用exit()结束
• 3.调用_exit()或_Exit()结束
• 4.最后一个线程return，返回值为0
• 5.最后一个线程pthread_exit()，返回值为0

三种异常终止方式：

• 1.调用abort()
• 2.收到某种未捕获的信号，如SIGKILL,SIGTERM
• 3.最后一个线程收到cancel请求并响应

wait()和waitpid()获取终止进程的结束状态

#include
pid_t wait(int *statloc);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);
Both return: process ID if OK, 0 (see later), or 1 on error

wait()的行为如下：
1.如果所有子进程都没有结束，阻塞
2.如果已经有子进程结束，立即返回子进程pid并将子进程结束状态保存在statloc所指的long中
3.如果没有子进程，立即返回错误

waitpid()和wait()不同之处在于：
1.它可以指定等待哪个子进程结束。
  pid_t == 1 指定所有子进程，和wait()等价
  pid_t == 0 指定和调用进程process group id相同的进程
  pid_t > 0  指定进程id是pid_t的进程
  pid_t < 0  指定进程process group id是pid_t的进程
2.可以不用阻塞，如果options中指定WNOHANG
3.通过WUNTRACED WCONTINUED选项支持作业控制

另外，wait3()和wait4()提供了获取子进程使用资源的附加功能，它们分别和wait()，waitpid()对应
#include
#include
#include
#include
pid_t wait3(int *statloc, int options, struct rusage *rusage);
pid_t wait4(pid_t pid, int *statloc, int options, struct rusage *rusage);