linux上进程的一些问题

main进程终止：

　　　　　　　　　　　　　　　　图片来自linux环境高级编程150页

#include<cstdlib>                                                                    
#include<cstdio>                                                                     
                                                                                     
static void my_exit1(void)                                                           
{                                                                                    
  printf("first exit handler\n");                                                    
}                                                                                    
static void my_exit2(void)                                                           
{                                                                                    
  printf("second exit handler\n");                                                   
}                                                                                    
                                                                                     
int main()                                                                           
{                                                                                    
  if(atexit(my_exit1) != 0)   //#include<cstdlib>先注册的终止处理程序后被调用，FILO                                               
    printf("error_exit1\n");                                                         
  if(atexit(my_exit2) != 0)                                                          
    printf("error_exit2\n");                                                         
  printf("main is done\n");                                                          
  exit(0); // == return 0; 0表示终止状态码，正常终止 #include<cstdlib>                                         
}

　　

 上面代码片段使用不同的链接方式：

　　

 获取环境变量（以前的main含有第三个参数：环境变量。最后虽然取消了第三个参数，但是环境变量还是会在程序执行之前传入）

  const char* env ;                                                                  
  env = getenv("PATH");  //#include<cstdlib>                                                    
  printf("PATH = %s",env);  

 fork()系统调用：

　　先来张图片：这不就是shell的核心程序吗！在操作系统完成启动后（中间过程登录等略去）会弹出一个shell，shell的主体结构如下，从命令行获取cmd，然后fork()一个进程就行执行，原本的shell程序执行体阻塞。

　　　　

 

 　　这里面有三个问题，①为什么是!fork()?②为什么使用exec()或者说exec()干嘛了?③wait()做什么事情。

　　①fork()是一个系统调用，那么必然触发int0x80中断进入内核态，进入内核态后，fork创建一个子进程（创建进程无非就是分配资源），fork主要创建子进程的pcb以及栈，因为fork创建的子进程和父进程共享代码段，数据段等等，只有子进程进行写入时才会触发写时拷贝机制进行内存的重新分配，写入为子进程分配的内存空间中。有意思的地方到了，fork()完成子进程的创建后，现在已经不仅仅只有父进程一个执行序列了，而是两个执行序列，还有一个是子进程的执行序列，上图if()语句被两个执行序列都执行了（因为子进程共享父进程的代码段），但是区别来了，父进程调用fork返回后的返回值是不等于0的，因此，if条件不会满足，就会跳过if后面的语句去执行wait()，而新创建的子进程执行序列，执行到if语句时，if条件成立，因此会执行exec系统调用。

　　②exec()是个系统调用，因此也要通过int0x80中断进入内核态，调用sys_exec，它的主要作用就是，将cmd程序的入口代码的cs,ip放到内核栈中，当从内核返回时，会进行内核栈的弹栈，就返回到了cmd程序的执行入口。因此exec系统调用成功使fork()出来的子进程去执行一个可执行程序（这不就是shell中输入的那么指令么，例如ls，exec将ls的执行代码的入口地址写入了子进程对应的内核栈中，弹栈时会到ls入口处执行）。

　　③wait()：父进程调用wait()后处于一个阻塞状态，父进程开始阻塞，cpu便执行进程调度，子进程成功的被调度后执行。这样就很完美。当然wait还有另个一个作用，不仅仅是阻塞，它阻塞到这里会等待子进程结束，子进程结束后，父进程通过wait()会获得子进程的状态，释放子进程剩余的资源。如果不使用wait，也就是说子进程结束后，父进程不去获取子进程的结束状态，那么该子进程就会成为了僵尸进程。

　　④上诉三个过程加上最上面的main程序启动终止图就更容易理解了。这里的重点便是fork()后实际产生了两个指令序列，以及exec将子进程重父进程共享过来的指令序列进行修改成exec的过程，wait做后续子进程的处理。

类unix系统的登录

　　本地登录：系统完成启动后，会产生一个init进程（用户态pid为1的进程，所有进程都是由init直接或间接派生出来的）。init进程读取/etc/ttys，为每一个终端设备调用一次fork，生成的子进程调用exec函数执行getty程序，getty调用open函数打开终端，终端被打开则文件描述符被0、1、2被创建与终端绑定，终端便可读可写。然后子进程继续调用exec将login代码载入执行，屏幕便有了login：。用户即可以登录了。

　　

　　　　　　图片来自unix环境高级编程214页

　　网络登录：如果服务器上运行一个telnet远程服务程序，当客户端有远程连接请求到达时，telnet打开一个伪终端（pseudo terminal）并fork一个子进程，将文件描述符0、1、2与伪终端绑定，执行一个exec函数加载login代码，然后通过网络获得客户端输入的用户名和密码，进行验证，验证通过，则获得shell。

　　

 

　　　　　　　　　　图片来自unix环境高级编程217页

 　　登录成功后其实做了很多事情，如图：①工作目录改为用户的家目录，②改变（伪）终端的所有权，③设置进程组ID（重要），④用户环境变量，调用shell等等。