Linux API. Исчерпывающее руководство

С позиции ядра процесс состоит из памяти пользовательского пространства, содержащей код программы и переменных, используемых этим кодом, а также из ряда структур данных ядра, хранящих информацию о состоянии процесса. Информация, записанная в структурах данных ядра, включает в себя различные идентификаторы, связанные с процессом, таблицы виртуальной памяти, таблицу дескрипторов открытых файлов, сведения, относящиеся к доставке и обработке сигналов, использованию и ограничениям ресурсов процесса, сведения о текущем рабочем каталоге, а также множество других данных.

6.2. Идентификатор процесса и идентификатор родительского процесса

У каждого процесса есть идентификатор (process ID — PID), положительное целое число, уникальным образом идентифицирующее процесс в системе. Идентификаторы процессов используются и возвращаются различными системными вызовами. Например, системный вызов kill() (см. раздел 20.5) позволяет отправить сигнал процессу с указанным идентификатором. PID также используется при необходимости создания идентификатора, который будет уникальным для процесса. Характерный пример — применение идентификатора процесса как части уникального для процесса имени файла.

Идентификатор вызывающего процесса возвращается системным вызовом getpid().

#include

pid_t getpid(void);

Всегда успешно возвращает идентификатор вызывающего процесса

Тип данных pid_t, используемый для значения, возвращаемого getpid(), является целочисленным типом. Он определен в спецификации SUSv3 для хранения идентификаторов процессов.

За исключением нескольких системных процессов, таких как init (чей PID равен 1), между программой и идентификатором процесса, созданным для ее выполнения, нет никакой фиксированной связи.

Ядро Linux ограничивает количество идентификаторов процессов числом, меньшим или равным 32 767. При создании нового процесса ему присваивается следующий по порядку PID. Всякий раз при достижении ограничения в 32 767 идентификаторов ядро перезапускает свой счетчик идентификаторов процессов, чтобы они назначались, начиная с наименьших целочисленных значений.

По достижении числа 32 767 счетчик идентификаторов процессов переустанавливается на значение 300, а не на 1. Так происходит потому, что многие идентификаторы процессов с меньшими номерами находятся в постоянном использовании системными процессами и демонами, и время на поиск неиспользуемого PID в этом диапазоне будет потрачено впустую.

В Linux 2.4 и более ранних версиях ограничение идентификаторов процессов в 32 767 единиц определено в константе ядра PID_MAX. Начиная с Linux 2.6, ситуация изменилась. Хотя исходный верхний порог для идентификаторов процессов остался прежним — 32 767, его можно изменить, задав значение в характерном для Linux файле /proc/sys/kernel/pid_max (которое на единицу больше, чем максимально возможное количество идентификаторов процессов). На 32-разрядной платформе максимальным значением для этого файла является 32 768, но на 64-разрядной платформе оно может быть установлено в любое значение вплоть до 222 (приблизительно 4 миллиона), позволяя справиться с очень большим количеством процессов.

У каждого процесса имеется родительский процесс, то есть тот процесс, который его создал. Определить идентификатор своего родительского процесса вызывающий процесс может с помощью системного вызова getppid().

#include

pid_t getppid(void);

Всегда успешно возвращает идентификатор родительского процесса для того процесса, который его вызвал

По сути, имеющийся у каждого процесса атрибут идентификатора родительского процесса представляет древовидную связь всех процессов в системе. Родитель каждого процесса имеет собственного родителя и т. д., возвращаясь в конечном итоге к процессу 1, init, предку всех процессов. (Это «родовое дерево» может быть просмотрено с помощью команды pstree(1).)

Если дочерний процесс становится «сиротой» из-за завершения работы «породившего» его родительского процесса, то он оказывается приемышем у процесса init и последующий за этим вызов getppid(), сделанный из дочернего процесса, возвратит результат 1 (см. раздел 26.2).

Родитель любого процесса может быть найден при просмотре поля PPid, предоставляемого характерным для Linux файлом /proc/PID/status.

6.3. Структура памяти процесса

Память, выделяемая каждому процессу, состоит из нескольких частей, которые обычно называют сегментами. К числу таких сегментов относятся следующие.

• Текстовый сегмент — содержит машинный код, который принадлежат программе, запущенной процессом. Текстовый сегмент создается только для чтения, чтобы процесс не мог случайно изменить свои собственные инструкции из-за неверного значения указателя. Поскольку многие процессы могут выполнять одну и ту же программу, текстовый сегмент создается с возможностью совместного использования. Таким образом, единственная копия кода программы может быть отображена на виртуальное адресное пространство всех процессов.