Linux 进程控制

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进程地址空间的收尾

进程控制

fork（）创建进程

创建子进程之后会做什么事情​编辑

写实拷贝

原因

页表转换出错的两种可能

进程退出

strerror

errno

错误码和退出码的区别

waitpid

信号

验证

总结

两个数字

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进程地址空间的收尾

task_struct有一个结构体成员叫mm_struct，也就是进程地址空间。

为什么要有进程地址空间：进程内存地址管理，保护物理内存，进行权限审查，从无序变有序，让我们从统一的视角看待进程代码和数据。

mm_struct里面有这些东西。

这些起始和结束划分了很多区域。也就是我们用户区的那3个G的空间：

vm_area_struct里面有自己的成员

其中vm_mm是一个指向自己的指针。

start和end指定了一段范围。

也就是内核区那1个G的空间：

进程控制

fork（）创建进程

fork有返回值，返回值的本质就是写入。

所以父进程要创建一个变量 pid id=fork（）。

返回时就是向该变量进行写入。

子进程和父进程同享这一个变量，为了子进程修改该变量时不影响父进程，因此就有了写实拷贝。

因此父子进程的该变量值不同，但是逻辑地址相同。

这在上文已经讲过了：Linux 进程切换与命令行参数-CSDN博客

创建子进程之后会做什么事情

写实拷贝

 数据区本身是可读写的，但是在fork（）创建完子进程之后变为只读了。

原因

子进程要写入就要产生写实拷贝（进程之间要保持独立性），写实拷贝就要重新开辟一块空间，然后进行拷贝，修改页表。

这些工作都要操作系统来做。但是操作系统要怎么介入进来呢？

此时父进程正在fork（），操作系统会把父进程的数据区变为只读权限，这时候创建完子进程之后复制父进程的代码区，子进程也为只读权限。

这个工作是操作系统完成的，用户是看不见的，也就是用户是不知道的，那么用户就有修改子进程的可能。

因为页表此刻是只读权限，用户写入就会因为页表转换而报错。

操作系统此时就会过来，因为有人对只读数据区写入，操作系统此刻会介入，因为父子进程共享一块空间，所以子进程的修改就会影响父进程，为了不影响父进程，操作系统会给子进程重新开一块空间。

这是操作系统为了介入 写实拷贝进行的一个策略，同样的，当子进程没改，父进程要写入时也会发生写实拷贝。

页表转换出错的两种可能

第一种就是写入数据，正好地址落在了code starth ~code end之间，也就是代码区，这些区本身就只能读，这时候非要写就会报错。

第二种情况就是地址落在了数据区，这些区平时本身就有读写权限，此刻却只有读权限，这时候用户写入不是错误，而是操作系统为了介入的一种策略机制。

进程退出

main函数的return 0是什么意思？

为什么不return 1 ，2 ，3，4，5，6，7，8

用c写一段代码，创建一个子进程，让子进程做一个work()的工作，work()是一个函数。

我们让子进程做完这个工作就结束了，就退出。

return 0是main函数的返回值，main函数也是函数，被调用时也就是一个进程，它的父进程是bash。

bash想要知道它的子进程main函数任务进行的怎么样，是成功了还是失败了，就看main函数的返回值。

如果main函数返回0就代表成功，如果main函数返回非0就代表失败。

返回0的情况就不用管了，返回非0就有很多情况，比如1 2 3 4 5  6 7 8

每一个数字都代表一个错误的情况，如果只是看数字，谁也不知道到底是什么错误，所以每个数组都有一个映射的字符串。

strerror

就可以返回码对应的错误信息打印出来：

如下代码为打印100个错误信息：

只截10个：

其中，我们可以看见 0是代表成功的。

errno

返回的是系统调用库函数报错时给的错误码。

写一段如下代码：

 此时运行：

 因为当前目录下并没有创建log.txt文件，所以就不能以只读形式打开该文件。

报错错误码为 2，错误信息为：“没有该文件"

错误码和退出码的区别

错误码是用户调用库函数或者系统调用用户的函数时的调用情况。

退出码是一个进程退出时的退出结果。

现在我们就可以不用return 0了

我们可以把错误信息打印出来，这样用户就知道了，把错误码return给bash，这样操作系统就知道了：

waitpid

进程等待。在二号手册明说明是系统调用：

返回值错误时会设置errno:errno是c语言内置的，bash为什么也可以系统调用errno，因为linux内核是c写的。

如果我们这样写代码:

int *b=NULL;
*b=100;

 就会出现如下报错：

这个报错字符串是：段错误。

原因是NULL地址是0x00000地址，这个地址在代码区上，是不被允许写入的。

如果强行访问就会出现指针越界报错。

信号

而我们的出错我们平常说是程序出错了，程序就是一个进程。进程的出错就需要操作系统去管理。

我们之前学过一个命令：kill 9  可以杀掉进程。

这个就是操作系统对进程的一个管理。

当然了，操作系统还有其他的管理，这种管理，我们称之为信号：

 可以看见信号编码从1开始，也就是代表0是正常的，其余的非0都是各种报错。

当进程出现各种错误时，操作系统就会把对应错误的信号发送给进程，进程收到信号之后就会终止。

例如当进程出现指针越界访问时操作系统就会发送编码为9的信号，从而告诉进程:'你出现段错误了，停下."

因此一个进程是否正常就有看有没有收到信号。

验证

既然操作系统给进程发对应的信号编码就可以终止进程，那我们可以模拟实现一下，我们可以把信号发送给一个正常进程，从而让进程以各种报错而终止：

输入如下代码：

 
    while(1)    
    {    
        printf("我是正常进程:pid:%d\n",getpid());      
        sleep(1);    
    }    

此时编译运行让进程跑起来，会如下所示：

此刻输入命令：

kill -11 13688

 进程就会报错，段错误:

让程序重新跑起来，输入 kill -8 +pid：

就会出现浮点型报错。

其他的报错不再模拟。

总结

两个数字：退出码 信号编码

bash查看，子进程是否完成任务就看子进程的退出码来判断。

子进程是否出错就看操作系统给的信号编码。