进程的退出

returen 和 exit，return 只是函数的返回，而 exit 却是进程的结束。

void exit(int status);

#include <stdlib.h>
void exit(int status);
功能：终止进程
参数：
status：退出状态码。status&0377的值给父进程。
返回值：
永远不返回。

代码示例

• test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
  getchar();
  exit(-1);
}

注册进程结束调用函数

在进程结束前，可以注册一些函数给进程，在进程结束时会自动调用这些被注册的函数。

on_exit(3)

#include <stdlib.h>


int on_exit(void (*function)(int , void *), void *arg);


功能：注册一个函数给进程，在进程终止的时候调用该函数
参数：
function：指定退出函数的名字
void (*function)(int , void *)
arg：指定退出函数的第二个参数
返回值：
0    成功
非0   错误

代码示例（on_exit）

• on_exit.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void doit(int n,void *arg){
  printf("n=%d\targ:%s\n",\
    n,(char *)arg);
  return;
}


int main(void){
  //向进程注册退出函数
  on_exit(doit,"beijing");
  getchar();
  exit(3);
}

atexit

atexit(3)

#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void));
功能：注册一个函数给进程，在进程终止的时候调用该函数
参数：
function:指定了要注册的函数的名字
返回值：
0    成功
非0   错误

代码示例（atexit）

• atexit.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


//注册给进程的退出函数
void doit(void){
  printf("hahha....\n");
  return;
}


int main(void){
  //向进程注册一个退出处理函数
  atexit(doit);
  getchar();
  return 0;
}

进程资源的回收

在进程退出后，父进程会回收子进程的资源。

使用 wait(2)、waitpid(2) 系统调用回收子进程的资源。

如果父进程早于子进程结束，那么父进程的子进程的父亲就改变成为 init 进程，这种进程被成为孤儿进程。

代码示例

• lonely.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>


int main(void){
  pid_t pid;
  //创建子进程
  pid=fork();
  if(pid==-1){
    perror("fork");
    return 1;
  }
  if(pid==0){//子进程的代码
    sleep(5);
    printf("child...\n");
    //getchar();
    exit(0);
  }else{//父进程的代码
    printf("parent...\n");
    exit(0);
  }
  return 0;
}

• 执行结果

wait 回收进程资源

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
功能：等待进程改变状态。
参数：
status：退出状态码的地址。子进程的退出状态存放在这块地址空间里。可以使用一些宏检测退出原因。
WIFEXITED(status)  如果正常死亡，返回真
WEXITSTATUS(status)  返回子进程的退出状态和0377的与，那个值。
WIFSIGNALED(status) 如果子进程被信号终止，返回真
WTERMSIG(status)  检测被几号信号终止。只有上个宏为真的时候，才使用。


返回值：
-1   错误
返回终止的子进程的pid

代码示例

• wait.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main(void){
  pid_t pid;
  int s;
  //创建子进程
  pid=fork();
  if(pid==-1){
    perror("fork");
    return 1;
  }
  if(pid==0){
    printf("child pid=%d\n",\
      getpid());
    //sleep(5);
    getchar();
    exit(-1);
  }else{
    //等待子进程的结束
    wait(&s);
    if(WIFEXITED(s)){
      //子进程正常终止
      printf("status:%d\n",          WEXITSTATUS(s));
    }
    //检测子进程是否被信号终止
    if(WIFSIGNALED(s)){
      //输出终止子进程的信号编号
      printf("signum :%d\n",\
        WTERMSIG(s));
    }
    printf("parent...\n");
  }
  return 0;
}

• 执行结果

waitpid

pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);

功能：等待进程改变状态。
参数：
pid：
< -1: pid取绝对值，如果子进程的组id等于这个绝对值，那么这个子进程就被等待。
-1:等待任意子进程
0:等待和当前进程有同一个组id的子进程
> 0   等待子进程的pid是pid参数的子进程。
status:同wait(2)参数的使用
options:
WNOHANG：非阻塞回收。
0    阻塞回收
返回值：
-1   错误  
0   没有子进程退出
回收的子进程的pid

代码示例

• waitpid.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main(void){
  pid_t pid;
  int s;
  //创建子进程
  pid=fork();
  if(pid==-1){
    perror("fork");
    return 1;
  }
  if(pid==0){
    printf("child pid=%d\n",\
      getpid());
    //sleep(5);
    getchar();
    exit(-1);
  }else{
    //非阻塞等待子进程的结束
    waitpid(-1,&s,WNOHANG);
    if(WIFEXITED(s)){
      //子进程正常终止
      printf("status:%d\n",          WEXITSTATUS(s));
    }
    //检测子进程是否被信号终止
    if(WIFSIGNALED(s)){
      //输出终止子进程的信号编号
      printf("signum :%d\n",\
        WTERMSIG(s));
    }
    printf("parent...\n");
  }
  return 0;
}

• 执行结果

给指定进程发送信号（kill）

kill -[信号编号] [进程的pid]

僵尸进程

子进程已经终止，但是父进程还没有回收子进程的资源，这时候的子进程处于僵尸状态，成为僵尸进程。

代码示例

• zombile.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
  pid_t pid;
  pid=fork();
  if(pid==-1){
    perror("fork");
    return 1;
  }
  if(pid==0){
    exit(0);
  }else{
    sleep(20);
    wait(NULL);
  }
  return 0;
}

在进程的虚拟地址空间加载新的映像

在子进程的虚拟地址空间加载新的影像，需要使用系统提供的一个家族的函数。

execl(3)

#include <unistd.h>
extern char **environ;
int execl(const char *path,  const  char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const  char *arg,\
              ..., char * const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execvpe(const   char  *file,  char *const argv[],
                  char *const envp[]);

execve(2)

#include <unistd.h>
int  execve(const  char  *filename, char *const argv[],\
                  char *const envp[]);
相同的exec
l list   
v vector
p PATH    
e 环境变量
返回值：
成功调用永远不返回
-1  错误   errno被设置

代码示例

• exec.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
char *const ps_argv[]={"ps","-o","pid,ppid,pgrp,comm",NULL};


int main(void){
  pid_t pid;
  
  //创建子进程
  pid=fork();
  if(pid ==-1){
    perror("fork");
    return 1;
  }
  if(pid==0){
    //加载新映像
    //execl("/bin/ps","ps","-o",\
    "pid,ppid,pgrp,comm",NULL);
  
    //execlp("ps","ps","-o",\
    "pid,ppid,pgrp,comm",NULL);
    execvp("ps",ps_argv);
  }else{
    wait(NULL);
  }
  return 0;
}

使用 system 启动新的可执行程序

#include <stdlib.h>
int system(const char *command);
功能：执行一个shell命令
参数：
command：可执行命令
返回值：
-1  错误
返回command的退出状态码。

代码示例

• system.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>


int main(void){
  pid_t pid;
  pid=fork();
  if(pid==-1){
    return 1;
  }
  if(pid==0){
    execl("./myt","myt",NULL);
    //system("myt");
    exit(0);
  }else{
    wait(NULL);
  }
  return 0;
}

另外，作者在蓝桥云课上线了《Linux 操作系统原理剖析》，以 Linux 操作系统为基础对操作系统实现原理进行深入讲解，分析操作系统中的内存管理、进程管理、文件系统管理、设备管理、网络管理等几大子模块的实现原理。