分析的不错, 转载:
http://www.cnblogs.com/jiangzhaowei/p/4169290.html
控制命令如ctrl+c,ctrl+d等命令是会kill到前台进程组的,这个过程和bash进程还有tty驱动有关系。
在终端执行命令,在bash进程看来都是在执行job,然后fork出子进程来执行这些job,引用一下http://blog.csdn.net/ruglcc/article/details/8574113文章的中bash架构图,说明一下bash进程
bash进程来源于login进程,login进程来源于getty进程或者telnetd进程,从上图中可以看到,bash进程在启动之后,首先加载一系列的配置(具体可以参考源代码,地址),最后阶段就readloop,循环等待/dev/tty是否有读数据,也就是看下终端是否有输入的命令。如果有输入就通过flex bison来解析数据,然后看下是否要去fork子进程去执行任务。
bash进程会把当前的终端和fork出来的子进程做一下关联,这个过程就是进程组获得了控制终端的过程。最近查了很多关于孤儿进程组的一些概念,里面不清楚的部分就是说一个进程如何来获得终端的控制。很多文章都是没有说到这一点。
很显然bash进程有权来选择是哪个进程将获得终端控制,函数tcsetpgrp(int fd,pid_t pgrp_id),这个函数可以设置把进程组id和控制终端的fd(打开/dev/tty)作关联。这里做关联的意义在于,在进程控制终端的过程中,对于键盘产生的输入,如ctrl+c, ctrl+d,会送到tty 的驱动中,然后驱动看到键盘的输入,会根据输入来确定发送具体的信号到和tty关联的进程组中去。
bash进程在readloop的过程中,对bash的源代码还没大看懂,大概就是碰到执行命令,有些job会fork出子进程来执行。一些job在fork子进程后会去调用exec函数,在之前会把这个子进程和tty作关联。
看下bash进程中start job之前,会判断如果是前台job,那么就会把前台进程组的组id和tty做关联。
Bash4.2 源代码:jobs.c start_job函数
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if (foreground) //如果是在前台执行的进程组
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{
-
get_tty_state ();
-
save_stty = shell_tty_info;
-
/* Give the terminal to this job. */
-
if (IS_JOBCONTROL (job))
-
give_terminal_to (jobs[job]->pgrp, 0); //jobs[job]->pgrp就是前台进程组组id
-
}
可以看到bash进程在执行job的过程之前,把执行job的从shell进程fork出的前端进程组和tty关联了起来,再看下give_terminal_to函数的逻辑,主要是调用tcsetpgrp函数,把进程组组id和tty驱动中的tty结构关联起来。
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give_terminal_to (pgrp, force)
-
pid_t pgrp;
-
int force;
-
{
-
sigset_t set, oset;
-
int r, e;
-
-
r = 0;
-
if (job_control || force)
-
{
-
sigemptyset (&set);
-
sigaddset (&set, SIGTTOU);
-
sigaddset (&set, SIGTTIN);
-
sigaddset (&set, SIGTSTP);
-
sigaddset (&set, SIGCHLD);
-
sigemptyset (&oset);
-
sigprocmask (SIG_BLOCK, &set, &oset);
-
-
if (tcsetpgrp (shell_tty, pgrp) < 0) //调用tcsetpgrp函数。
shell_tty就是当前shell进程打开/dev/tty的文件描述符,这tcsetpgrp函数在glibc中调用的ioctl函数。
代码:glibc /sysdeps/unix/bsd/tcsetpgrp.c
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int tcsetpgrp (fd, pgrp_id)
-
int fd;
-
pid_t pgrp_id;
-
{
-
return __ioctl (fd, TIOCSPGRP, &pgrp_id); //调用了ioctl函数
-
}
内核中对tty的ioctl的实现的逻辑:
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long tty_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
-
{
-
struct tty_struct *tty = file_tty(file);
-
struct tty_struct *real_tty;
-
void __user *p = (void __user *)arg;
-
int retval;
-
struct tty_ldisc *ld;
-
struct inode *inode = file->f_dentry->d_inode;
-
-
if (tty_paranoia_check(tty, inode, "tty_ioctl"))
-
return -EINVAL;
-
-
real_tty = tty_pair_get_tty(tty);
-
switch (cmd) {
-
case TIOCSPGRP : //进程组关联tty
-
return tiocspgrp(tty, real_tty, p);
关键是函数tiocspgrp设置tty和进程组的关系
-
static int tiocspgrp(struct tty_struct *tty, struct tty_struct *real_tty, pid_t __user *p)
-
{
-
struct pid *pgrp;
-
pid_t pgrp_nr;
-
int retval = tty_check_change(real_tty);
-
unsigned long flags;
-
-
if (retval == -EIO)
-
return -ENOTTY;
-
if (retval)
-
return retval;
-
if (!current->signal->tty ||
-
(current->signal->tty != real_tty) ||
-
(real_tty->session != task_session(current))) //做下check
-
return -ENOTTY;
-
if (get_user(pgrp_nr, p))
-
return -EFAULT;
-
if (pgrp_nr < 0)
-
return -EINVAL;
-
rcu_read_lock();
-
pgrp = find_vpid(pgrp_nr);
-
retval = -ESRCH;
-
if (!pgrp)
-
goto out_unlock;
-
retval = -EPERM;
-
if (session_of_pgrp(pgrp) != task_session(current))
-
goto out_unlock;
-
retval = 0;
-
spin_lock_irqsave(&tty->ctrl_lock, flags);
-
put_pid(real_tty->pgrp);
-
real_tty->pgrp = get_pid(pgrp); //关联tty和pgrp的关系
-
spin_unlock_irqrestore(&tty->ctrl_lock, flags);
-
out_unlock:
-
rcu_read_unlock();
-
return retval;
-
}
通过上面从bash进程在start job之前的调用give_terminal函数,到glibc中的tcsetpgrp函数,再到内核中的ioctl函数,设置了进程组和tty的关联。这样tty驱动在接收输入的时候,会判断接收的字符,如果接收到的是控制字符,例如ctrl+c,ctrl+d,那么在tty驱动中会调用killpg函数,直接把相应的信号kill到进程组中,这样就是我们看到的当前台进程组运行时,按ctrl+c等控制命令时,终端就会直接控制到那个前台进程组了。
看下tty驱动中的kill进程组的代码:
/drivers/tty/ntty.c n_tty_receive_char函数
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if (L_ISIG(tty)) {
-
int signal;
-
signal = SIGINT; /
-
if (c == INTR_CHAR(tty))
-
goto send_signal;
-
signal = SIGQUIT;
-
if (c == QUIT_CHAR(tty))
-
goto send_signal;
-
signal = SIGTSTP;
-
if (c == SUSP_CHAR(tty)) {
-
send_signal:
-
-
if (tty->pgrp) //关联到bash进程中前台进程组的id
-
kill_pgrp(tty->pgrp, signal, 1); //向前台进程组发送信号
-
return;
-
}
总结:
从上面可一看到,前台进程组控制终端的本源就是在bash进程fork出子进程之后,在执行前台job之前,会把那个进程组和tty做关联,这样tty驱动在得到输入的时候,碰到那些控制字符,那么就直接kill信号到那个关联的进程组了。以上的分析,纯属个人意见,如有分析不当的地方,希望大家指出。
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