Понятия группы процессов, сеанса
В лекции 2, раздел "Одноразовые операции", уже говорилось, что все процессы в системе связаны родственными отношениями и образуют генеалогическое дерево или лес из таких деревьев, где в качестве узлов деревьев выступают сами процессы, а связями служат отношения родитель-ребенок. Все эти деревья принято разделять на группы процессов, или семьи (см. рис. 13–14.1).
Группа процессов включает в себя один или более процессов и существует, пока в группе присутствует хотя бы один процесс. Каждый процесс обязательно включен в какую-нибудь группу. При рождении нового процесса он попадает в ту же группу процессов, в которой находится его родитель. Процессы могут мигрировать из группы в группу по своему желанию или по желанию другого процесса (в зависимости от версии UNIX). Многие системные вызовы могут быть применены не к одному конкретному процессу, а ко всем процессам в некоторой группе. Поэтому то, как именно следует объединять процессы в группы, зависит от того, как предполагается их использовать. Чуть позже мы поговорим об использовании групп процессов для передачи сигналов.
Рис. 13-14.1. Иерархия процессов в UNIX
В свою очередь, группы процессов объединяются в сеансы, образуя, с родственной точки зрения, некие кланы семей. Понятие сеанса изначально было введено в UNIX для логического объединения групп процессов, созданных в результате каждого входа и последующей работы пользователя в системе. С каждым сеансом, поэтому, может быть связан в системе терминал, называемый управляющим терминалом сеанса, через который обычно и общаются процессы сеанса с пользователем. Сеанс не может иметь более одного управляющего терминала, и один терминал не может быть управляющим для нескольких сеансов. В то же время могут существовать сеансы, вообще не имеющие управляющего терминала.
Каждая группа процессов в системе получает собственный уникальный номер. Узнать этот номер можно с помощью системного вызова getpgid(). Используя его, процесс может узнать номер группы для себя самого или для процесса из своего сеанса.
К сожалению, не во всех версиях UNIX присутствует данный системный вызов. Здесь мы сталкиваемся с тяжелым наследием разделения линий UNIX'ов на линию BSD и линию System V, которое будет нас преследовать почти на всем протяжении данной темы. Вместо вызова getpgid() в таких системах существует системный вызов getpgrp(), который возвращает номер группы только для текущего процесса.
Системный вызов getpgid() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> pid_t getpgid(pid_t pid); Описание системного вызова Системный вызов возвращает идентификатор группы процессов для процесса с идентификатором pid. Узнать номер группы процесс может только для себя самого или для процесса из своего сеанса. При других значениях pid системный вызов возвращает значение -1. Тип данных pid_t является синонимом для одного из целочисленных типов языка C. |
Системный вызов getpgrp() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> pid_t getpgrp(void); Описание системного вызова Системный вызов getpgrp возвращает идентификатор группы процессов для текущего процесса. Тип данных pid_t является синонимом для одного из целочисленных типов языка C. |
В некоторых разновидностях UNIX системный вызов setpgid() отсутствует, а вместо него используется системный вызов setpgrp(), способный только создавать новую группу процессов с идентификатором, совпадающим с идентификатором текущего процесса, и переводить в нее текущий процесс. (В ряде систем, где сосуществуют вызовы setpgrp() и setpgid(), например в Solaris, вызов setpgrp() ведет себя иначе – он аналогичен рассматриваемому ниже вызову setsid().)
Системный вызов setpgid() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid); Описание системного вызова Системный вызов setpgid служит для перевода процесса из одной группы процессов в другую, а также для создания новой группы процессов. Параметр pid является идентификатором процесса, который нужно перевести в другую группу, а параметр pgid – идентификатором группы процессов, в которую предстоит перевести этот процесс. Не все комбинации этих параметров разрешены. Перевести в другую группу процесс может либо самого себя (и то не во всякую, и не всегда), либо свой процесс-ребенок, который не выполнял системный вызов exec(), т.е. не запускал на выполнение другую программу.
В новую группу не может перейти процесс, являющийся лидером группы, т.е. процесс, идентификатор которого совпадает с идентификатором его группы. Тип данных pid_t является синонимом для одного из целочисленных типов языка C. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки. |
Системный вызов setpgrp() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int setpgrp(void); Описание системного вызова Системный вызов setpgrp служит для перевода текущего процесса во вновь создаваемую группу процессов, идентификатор которой будет совпадать с идентификатором текущего процесса. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки. |
Процесс, идентификатор которого совпадает с идентификатором его группы, называется лидером группы. Одно из ограничений на применение вызовов setpgid() и setpgrp() состоит в том, что лидер группы не может перебраться в другую группу.
Каждый сеанс в системе также имеет собственный номер. Для того чтобы узнать его, можно воспользоваться системным вызовом getsid(). В разных версиях UNIX на него накладываются различные ограничения. В Linux такие ограничения отсутствуют.
Системный вызов getsid() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> pid_t getsid(pid_t pid); Описание системного вызова Системный вызов возвращает идентификатор сеанса для процесса с идентификатором pid. Если параметр pid равен 0, то возвращается идентификатор сеанса для данного процесса Тип данных pid_t является синонимом для одного из целочисленных типов языка C. |
Системный вызов setsid() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int setsid(void); Описание системных вызовов Этот системный вызов может применять только процесс, не являющийся лидером группы, т.е. процесс, идентификатор которого не совпадает с идентификатором его группы. Использование системного вызова setsid приводит к созданию новой группы, состоящей только из процесса, который его выполнил (он становится лидером новой группы), и нового сеанса, идентификатор которого совпадает с идентификатором процесса, сделавшего вызов. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки. |
Такая группа процессов называется текущей группой процессов для данного сеанса. Все процессы, входящие в текущую группу процессов, могут совершать операции ввода-вывода, используя управляющий терминал. Все остальные группы процессов сеанса называются фоновыми группами, а процессы, входящие в них – фоновыми процессами. При попытке ввода-вывода фонового процесса через управляющий терминал этот процесс получит сигналы, которые стандартно приводят к прекращению работы процесса. Передавать управляющий терминал от одной группы процессов к другой может только лидер сеанса. Заметим, что для сеансов, не имеющих управляющего терминала, все процессы являются фоновыми.
При завершении работы процесса – лидера сеанса все процессы из текущей группы сеанса получают сигнал SIGHUP, который при стандартной обработке приведет к их завершению. Таким образом, после завершения лидера сеанса в нормальной ситуации работу продолжат только фоновые процессы.
Процессы, входящие в текущую группу сеанса, могут получать сигналы, инициируемые нажатием определенных клавиш на терминале – SIGINT при нажатии клавиш <ctrl> и <c>, и SIGQUIT при нажатии клавиш <ctrl> и <4>. Стандартная реакция на эти сигналы – завершение процесса (с образованием core файла для сигнала SIGQUIT).
Необходимо ввести еще одно понятие, связанное с процессом, – эффективный идентификатор пользователя. В материалах первого семинара говорилось о том, что каждый пользователь в системе имеет собственный идентификатор – UID. Каждый процесс, запущенный пользователем, задействует этот UID для определения своих полномочий. Однако иногда, если у исполняемого файла были выставлены соответствующие атрибуты, процесс может выдать себя за процесс, запущенный другим пользователем. Идентификатор пользователя, от имени которого процесс пользуется полномочиями, и является эффективным идентификатором пользователя для процесса – EUID. За исключением выше оговоренного случая, эффективный идентификатор пользователя совпадает с идентификатором пользователя, создавшего процесс.
