7. exit与_exit的差异
    为了理解这两个系统调用的差异,先来讨论文件内存缓存区的问题。 在linux中,标准输入输出(I/O)函数都是作为文件来处理。对应于打开的每个文件,在内存中都有对应的缓存,每次读取文件时,会多读一些记录到缓存中,这样在下次读文件时,就在缓存中读取;同样,在写文件时也是写在文件对应的缓存中,并不是直接写入硬盘的文件中,等满足了一定条件(如达到一定数量,遇到换行符\n或文件结束标志EOF)才将数据真正的写入文件。这样做的好处就是加快了文件读写的速度。但这样也带来了一些问题,比如有一些数据,我们认为已经写入了文件,但实际上没有满足一定条件而任然驻留在内存的缓存中,这样,如果我们直接用_exit()函数直接终止进程,将导致数据丢失。如果改成exit,就不会有数据丢失的问题出现了,这就是它们之间的区别了.要解释这个问题,就要涉及它们的工作步骤了。
   exit():通过前面源代码分析可知,在执行该函数时,进程会检查文件打开情况,清理I/O缓存,如果缓存中有数据,就会将它们写入相应的文件,这样就防止了文件数据的丢失,然后终止进程。
   _exit():在执行该函数时,并不清理标准输入输出缓存,而是直接清除内存空间,当然也就把文件缓存中尚未写入文件的数据给销毁了。由此可见,使用exit()函数更加安全。
   此外,对于它们两者的区别还有各自的头文件不同。exit()在stdlib.h中,_exit()在unistd.h中。一般情况下exit(0)表示正常退出,exit(1),exit(-1)为异常退出,0、1、-1是返回值,具体含义可以自定。还要注意return是返回函数调用,如果返回的是main函数,则为退出程序 。exit是在调用处强行退出程序,运行一次程序就结束。

下面是完整的Linux进程运行流程:

  1. arch/x86/include/asm/unistd_32.h:fork()        用户空间来调用(如C程序)
  2. --->int $0×80        产生0x80软中断
  3. --->arch/x86/kernel/entry_32.S:ENTRY(system_call)  中断处理程序system_call()
  4. --->执行SAVE_ALL宏      保存所有CPU寄存器值
  5. --->arch/x86/kernel/syscall_table_32.S:ENTRY(sys_call_table) 系统调用多路分解表
  6. --->arch/x86/kernel/process_32.c:sys_fork()
  7. --->kernel/fork.c:do_fork()  复制原来的进程成为另一个新的进程
  8. --->kernel/fork.c:copy_process()
  9. --->struct task_struct *p;  定义新的进程描述符(PCB)
  10. --->clone_flags标志的合法性检查
  11. --->security_task_create()    安全性检查(SELinux机制)
  12. --->kernel/fork.c:dup_task_struct()   复制进程描述符
  13. --->struct thread_info *ti;  定义线程信息结构
  14. --->alloc_task_struct()      为新的PCB分配内存
  15. --->kernel/fork.c:arch_dup_task_struct()  复制父进程的PCB
  16. --->atomic_set(&tsk->usage,2)    将PCB使用计数器设置为2,表示活动状态
  17. --->copy_creds()   复制权限及身份信息
  18. --->检测进程总数是否超过max_threads
  19. --->初始化PCB中各个字段
  20. --->sched_fork()    调度器相关设置
  21. --->复制进程所有信息copy_semundo(), copy_files(),
  22. --->copy_signal(), copy_mm()
  23. --->copy_thread()    复制线程
  24. --->alloc_pid()    分配pid
  25. --->更新属性和进程数量计数
  26. --->kernel/sched.c:wake_up_new_task()  把进程放到运行队列上,让调度器进行调度
  27. --->kernel/sched.c:select_task_rq()  选择最佳的CPU(SMP中有多个CPU)
  28. --->p->state = TASK_RUNNING    设置成TASK_RUNNING状态
  29. --->activate_task()
  30. --->enqueue_task()  把当前进程插入到对应CPU的runqueue上
  31. --->有CLONE_VFORK标志:wait_for_completion()  让父进程阻塞,等待子进程结束
  32. --->返回分配的pid
  33. kernel/sched.c:schedule()    调度新创建的进程
  34. 进程运行中
  35. exit()        用户空间来调用(如C程序)
  36. --->0x80中断跳转到include/linux/syscalls.h:sys_exit()
  37. --->kernel/exit.c:do_exit()    负责进程的退出
  38. --->struct task_struct *tsk = current;    获取我的PCB
  39. --->set_fs(USER_DS)    设置使用的文件系统模式
  40. --->exit_signals()     清除信号处理函数并设置PF_EXITING标志
  41. --->清除进程一系列资源exit_mm(), exit_files()
  42. --->exit_fs(), exit_thread()
  43. --->kernel/exit.c:exit_notify()  退出通知
  44. --->forget_original_parent()  把我的所有子进程过继给init进程
  45. --->kill_orphaned_pgrp()      向进程组内各进程发送挂起信号SIGHUP及SIGCONT
  46. --->tsk->exit_signal = SIGCHLD;  向我的父进程发送SIGCHLD信号
  47. --->kernel/exit.c:do_notify_parent()  通知父进程
  48. --->如果父进程处理SIGCHLD信号,返回DEATH_REAP
  49. --->如果父进程不处理SIGCHLD信号,返回传入时的信号值
  50. --->__wake_up_parent()    唤醒父进程
  51. --->通知返回DEATH_REAP,设置exit_state为EXIT_DEAD    我退出并且死亡
  52. --->否则设置我为EXIT_ZOMBIE      我退出但没死亡,成为僵尸进程
  53. --->如果为DEATH_REAP:release_task()    我自己清理相关资源
  54. --->如果为僵尸,在我的父进程退出时我会过继给init进程,由init负责清理
  55. --->exit_io_context()    清理IO上下文
  56. --->preempt_disable()    禁用抢占
  57. --->tsk->state = TASK_DEAD;    设置我为进程死亡状态
  58. --->kernel/sched.c:schedule()  释放我的PCB,调度另一个新的进程
  59. 清理僵尸进程:wait系统调用         等待子进程结束
  60. --->0x80中断最后到达kernel/exit.c:do_wait()
  61. --->do_wait_thread()
  62. --->wait_consider_task()
  63. --->如果子进程为EXIT_DEAD,返回0,wait调用返回,子进程自己清理自己
  64. --->如果子进程为EXIT_ZOMBIE:wait_task_zombie()
  65. --->xchg()    设置僵尸子进程为EXIT_DEAD
  66. --->release_task()    清理僵尸子进程

下面是基本的执行流程图:


图1 Linux进程管理的执行流程

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