Unix & Shell-Programmierung: Prozessverwaltung

Prozesszustände

user mode	Prozess arbeitet nur auf eigenen Variablen und Funktionen

supervisor mode	Prozess arbeitet auf Betriebssystem-Variablen und mit BS-Funktionen

system calls	Systemaufrufe: Übergang: user mode ==> supervisor mode

Prozessverwaltung	E/A-Synchronisation Scheduler: Prozessor-Zuteilung Memory Management: Virtuelle Addressierung Interprozess-Kommunikation

Prozessverwaltung	Systemaufrufe
	fork wait exit exec

Signale	Systemaufrufe
	signal kill pause alarm

Prozess Kommunikation	und Zugriffe auf externe Daten
	pipe mknod open read write

Prozess-Daten	im Betriebssystem
pid	process id
ppid	parent process id
pgid	process group id
Deskriptoren	für offene E/A-Kanäle
env	Umgebungsvariablen

Virtuelle Addressierung	Jeder Prozess besitzt seinen eigenen Adressraum

Adressumsetzung	Abbildung: Virtuelle Adresse auf reale Adresse

	Hardware-Unterstützung erforderlich: MMU

?	Vorteile der virtuellen Adressierung?

Prozess- Erzeugung	durch Duplizieren eines Prozesses

fork	gabeln
	Verdoppeln eines Prozesses
	Funktion ohne Parameter Funktion mit zwei Rücksprüngen

Resultat	0 für den Kindprozess der neue pid des Kindprozesses für den Elternprozess

Verdoppeln	process1(...) { ... } process2(...) { ... } int main(...) { switch ( fork() ) { case 0: process1(); break; case -1: exit(1); default: process2(); break; } }

exit	Beenden eines Prozesses
	in der shell: exit oder exit rc

exec	Überlagern eines Prozesses

Wirkung	Textsegment wird ausgewechselt Benutzer-Datensegment wird neu initialisiert System-Datensegment bleibt erhalten main im neuen Textsegment wird aufgerufen

wait	Synchronisation von Eltern- und Kindprozessen

Wirkung	der runfende Prozess wartet auf die Beendigung eines Kindprozesses Resultat: Der pid des beendeten Kindprozesses und der return code

Programm-Start	aus der shell
	der shell-Prozess dupliziert sich der Kindprozess führt exec aus der Elternprozess führt wait mit pid des Kindprozesses aus

system.c	C-Bibliotheksroutine vereinfachte Version ohne Signalbehandlung
	aus: Advanced Programming in the UNIX Environment von W. Richard Stevens
	#include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> int system(const char cmdstring) { pid_t pid; int status; pid = fork(); / try do double process / if (pid < 0) { / failure / status = -1; } else if (pid == 0) { / child process / execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char ) 0); status = 127; /* execl error / } else { / parent process */ while (wait(&status) != pid); } return(status); }

Zweck	Unterbrechung von Prozessen Abbruch von Prozessen Synchronisation von Prozessen

senden	von Signalen
in C	#include <sys/types.h> #include <signal.h> int kill(pid_t pid, int sig);
in der shell	kill [-s sigspec \| -n signum \| -sigspec] [pid \| jobspec] ...

Wirkung	Default: Abbruch des empfangenen Prozesses

Beispiele	Senden von Signalen
	kill 4711 kill -15 4712 # SIGTERM kill -9 4712 # SIGKILL kill %1 # terminate bg job 1

Signale	> kill -l 1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP 6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL 10) SIGUSR1 11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM ...

Signalbehandlung	Abfangen von Signalen
in der shell	trap [-lp] [arg] [sigspec ...]

Beispiele	# ignore signal SIGINT trap "" SIGINT # cleanup for SIGTERM trap "rm -f /tmp/tmpfile-$$ ; exit 1" 15 # cleanup for normal shell exit and signals trap cleanup 0 2 15

Beispiel Skript	#!/bin/bash cleanup () { ( echo "" echo "process $$ terminated by signal 15 (SIGTERM)" ) 1>&2 rm /tmp/date-$$ exit } ignore () { ( echo "" echo "process $$ : signal 3 (SIGQUIT)" \ "or 10 (SIGUSR1) ignored" ) 1>&2 } trap "cleanup" 0 15 trap "ignore" 3 10 while true do date >> /tmp/date-$$ sleep 5 done

	SIGKILL nicht abfangbar und behandelbar.

Prozess-Info	und Informationen über Betriebssystem-Zustände im /proc-Dateisystem

	Normale Dateisystem-Schnittstelle für den Zugriff auf den Systemzustand

	ps, top: Sehr einfache und schnelle Prozessinformation.

	Zombi-Prozesse: Kindprozesse bei denen der Elternprozess vor den Kinprozessen beendet ist, ohne dass der Elternprozess auf die Beendigung der Kindprozesse gewartet hat.

Prozessverwaltung

Unix-Kern

Signale