2017-2018-1 20155223 《信息安全系统设计基础》第14周学习总结

教材内容学习总结

进程控制

获取进程

每个进程都有唯一一个正数进程ID。函数getpid返回目标进程的ID，函数getppid返回目标进程的父进程ID。

创建进程和终止进程

从程序员角度，进程被认为总是处在以下三种状态之一：

• 运行 进程要么正在CPU上执行，要么是在等待被执行借最终会被内核调度。
• 停止 进程的执行被挂起，且不会被调度。当进程收到SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN或SIGTTOU信号时，进程就停止，并保持停止直到收到SIGCONT信号，在这个时刻，进程再次开始运行。
• 终止 进程永远地停止了。进程因为三种原因终止：收到一个信号，该信号的默认行为是永远终止进程；从主程序返回；调用exit函数。
  父进程通过调用fork函数来创建子进程。
  子进程几乎但不完全和父进程相同。新诞生的子进程享有父进程用户级的虚拟地址空间相同的一份副本，包括代码和数据段、对、共享库以及用户栈。子进程还获得与父进程任何打开文件描述符相同的副本，即子进程可以读写父进程中打开的任意文件。子进程与父进程之间最大的区别是它们的ID。
  fork函数只被调用一次，却会返回两次：一次是在父进程中，另一次是在子进程中。在父进程中，fork返回诞生的子进程的PID；在子进程中，fork返回0。因为子进程的PID不为0，所以可以通过返回值来分辨程序是在子进程还是在父进程中运行了。
  一个嵌套fork函数的程序，fork的返回次数为2的被嵌套次数次方个。
  

回收进程

当一个进程由于某种原因终止是，内核并不是立即把它从系统中清除。相反，进程被保持在一种已终止的状态中，直到它被父进程回收。
如果一个父进程终止了，内核会安排init进程成为它的孤儿进程的养父。init进程的PID为1，是在系统启动时由内核创建的，它不会终止，是所有进程的祖先。如果父进程没有回收它的僵死子进程就终止了，那么内核会安排init进程来回收。
一个进程可以通过函数waitpid来等待其子进程终止或停止。

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statusp, int options);

wait函数是waitpid函数的简单版本：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *statusp);

调用wait（&status）等价于调用waitpid（-1，&status，0）。

让进程休眠

sleep函数将一个进程挂起一段指定的时间。

#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int secs);

如果请求时间到了，sleep函数返回0，否则就是返回剩余休眠秒数。

信号

系统信号列表：

用kill函数发送信号

进程通过调用kill函数发送信号给其他进程（包括它们自己）。

#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);

如果pid大于0，那么kill函数发送信号号码sig给进程pid。如果pid等于0，那么kill发送信号sig给调用进程所在进程组的每个进程，包括调用进程自己。如果pid小于0，kill发送信号sig给进程组|pid|中的每一个进程。
所以函数kill并不能够杀死任意进程，而是只能发送信号。

课后习题

8.25

编写fegts函数的一个版本，叫做tfgets，它5秒钟后会超时。tfgets函数接收和fgets相同的输入。如果用户在5秒内不键入一个输入行，tfgets返回NULL。否则，它返回一个只想输入行的指针。

分析

fgets的定义如下：
char fgets(char buf, int bufsize, FILE stream);
参数：
buf: 字符型指针，指向用来存储所得数据的地址。
bufsize: 整型数据，指明buf指向的字符数组的大小。
*stream: 文件结构体指针，将要读取的文件流。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <setjmp.h>
sigjmp_buf env;
void tfgets_handler(int sig)
{
    signal(SIGALRM, SIG_DFL);
    siglongjmp(env, 1);
}

char *tfgets(char *buf, int bufsize, FILE *stream)
{
    static const int TimeLimitSecs = 5;
    signal(SIGALRM, tfgets_handler)
    alarm(TimeLimitSecs);
    int rc = sigsetjmp(env, 1);
    if(rc == 0) return fgets(buf, bufsize, stream);
    else return NULL; //alarm，time out
}

显然，在tfgets里一开始需要调用fgets。然而，因为五秒时间到了，fgets还没有返回，所以我们必须在处理程序里直接跳转到某个地方进行tfgets的NULL返回。这就需要用到非本地跳转。

代码托管

学习进度条

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导