Chapter5.md

Chapter5. 프로세스 정보

• Process란,

  • 프로그램이 파일 형태로 하드디스크에 저장돼있다가, 실행을 시키면 process가 된다
  • [Program code]
  • [Data : 프로그램 전역 변수] : 처음 컴파일할 때부터 메모리 Data 영역에 따로 저장됨. 프로그램이 끝나야 사라짐
  • [Stack : 프로그램 지역 변수] : 함수에서 호출된 변수들 메모리 Stack 영역에 따로 저장됨. 함수 return 시 사라짐
  • [PCB : Process Control Block]
    • 프로세스 제어 블록
    • Process는 여러가지 요소들에 의해 유일하게 식별될 수 있다 (식별자, 샅애, 우선순위, 프로그램 카운터, 메모리 포인터, 문맥 데이터, 입출력상태정보, 어카운팅정보) 이런게 있는데, 이런 요소들이 PCB에 저장이 되고, OS에 의해 생성되고 관리된다
    • PCB이 주요 역할은 process를 interrupt한 후 다시 그 process를 수행재개 할 수 있게 process의 정보를 유지하는 것. 다수의 process를 지원하고, 멀티프로세싱을 제공할 수 있게 해준다
    • [Process Identification]
      • Process Identifier : 프로세스들이 서로 통신할 때, 통신할 상대방을 OS에게 알려주기 위해 프로세스 식별자 사용
      • Parent Process Identifier : 프로세스들이 다른 프로세스를 생성할 때, 식별자를 이용해서 부모/자식 프로세스 구별 가능
      • User Identifier : 작업에 대해 책임지고 있는 사용자를 지시하기 위해 사용자 식별자가 각 프로세스에 할당될 수 있다
    • [Processor State Information]
    • [Process Control Information]

• Process의 계층 구조 : Parent process -> Child proceses 프로그램을 실행하면, 프로세스는 여러개의 child 프로세스를 만들어서, 여러개의 프로세스들로 실행이 된다

• UNIX 시스템의 모든 process는 [init] 이라는 1번 process의 descendent process이다 [init] 프로세스가 [shell] process를 만들고, shell이 [child]를 만들어서 프로그램을 실행한다

• 예를 들어서 a.out 프로그램을 실행하면, init 프로세스가 shell 프로세스를 만들고, shell 프로세스가 a.out이라는 child 프로세스를 만들어서 실행한다

• Shell상에서 프로세스 목록 확인

  $ ps

  실행 결과

    PID TTY          TIME CMD
  16945 pts/7    00:00:00 bash
  20763 pts/7    00:00:00 ps
  

• 실행 중인 프로세스 종료 시키기

  PID를 알아야 종료시킬 수 있기 때문에 ps로 확인하고 프로세스를 종료시킨다

  $ kill -9 [프로세스 번호 : PID]
  

• Process Identifier

  • 음이 아닌 정수
  • 0 : swapper

• 1 : init

  • getpid() : 지금 실행 중인 process ID

• getppid() : 지금 실행 중인 process의 parent ID

  include<unistd.h>
  
  pid_t getpid(void);
  pid_t getppid(void);
  
  getpid();
  getppid();

• Process Group

  • 특정 프로세스들을 묶어서 하나의 group으로 만들어서, 같은 group에 속한 process들에게 동시에 signal을 보낼 수 있다 초기에 fork나 exec에 의해 group id 계승(상속) : 딱히 명시 안 해주면, parent 아래 모든 process는 같은 group임 그래서 group id를 바꿔주면 그 아래 gid도 다 상속을 받으니 바뀌게 된다

• Group leader : group leader는 pid와 pgid를 같게 해줘야함. 따라서, 자신의 pid가 group id이면 group leader이다.

  #include <sys/types.h>
  #include <unistd.h>
  
  //나의 group id 알아보기
  pid_t getpgrp(void);
  
  //다른 child의 id를 인자로 넘겨주면, 그 process의 gid 반환
  //인자가 0이면, 호출 프로세스 자신의 group id를 반환
  pid_t getpgid(pid_t pid);
  getpgrp();
  getpgid(0);

  • process group 변경 / setpgid(id, gid);

    지금부터 새로운 group leader가 되겠다는 명령

    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    
    //인자(내 id, 내 group id)
    int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);

    #include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    #include <dirent.h>
    #include <string.h>
    #include <ftw.h>
    
    int main(int argc, char **argv) {
      pid_t pid;
    
      printf("%ld : %ld\n", getpid(), getppid());
      printf("%ld : %ld\n", getpgrp(), getpgid(0));
    
      pid = fork();
    
      //child인 경우에 0 반환
      if(pid == 0) {
        printf("%ld : %ld\n", getpid(), getppid());
        printf("%ld : %ld\n", getpgrp(), getpgid(0));
    
        //group id 변경
        setpgid(getpid(), getpid());
    
        printf("%ld : %ld\n", getpid(), getppid());
        printf("%ld : %ld\n", getpgrp(), getpgid(0));
      }
      wait(0);
      return 0;
    }

  • 실행결과

    • ./example.out 실행하면, shell 프로세스가 example 프로세스를 실행. example을 group의 리더로 실행시킴

    29816 : 16945 //example 프로세스 id : shell 프로세스 id
    29816 : 29816 //example 프로세스 gid
      
    29817 : 29816 //child 프로세스 id : parent인 example 프로세스 id
    29816 : 29816 //child 프로세스 gid. example 프로세스의 child이니까 parent의 gid와 같음
      
    29817 : 29816 //child 프로세스 id : parent인 example 프로세스 id
    29817 : 29817 //child 프로세스를 group leader로 만들어서 pid와 pgid 같아짐
    

• Session

  • 한 session은 한 단말기를 사용하는 foreground process group과 background process group의 집합체이다

  • 각 process group은 하나의 session에 속한다 A [process group] is a collection of related processes which can all be signalled at once.

    A session is a collection of process groups, which are either attached to a single terminal device (known as the controlling terminal) or not attached to any terminal.

    Sessions are used for job control: one of the process groups in the session is the foreground process group, and can be sent signals by terminal control characters. You can think of a session with a controlling terminal as corresponding to a "login" on that terminal. (Daemons normally disassociate themselves from any controlling terminal by creating a new session without one.)

    e.g. if you run some_app from the shell, the shell creates a new process group for it, and makes that the foreground process group of the session. (some_app might create some child processes; by default they will be part of the same process group.) If you then press ^Z, some_app's process group is signalled to stop it; and the shell's process group is switched to be the foreground process group again. Then e.g.bg %1 would start some_app's process group again, but keep it running in the background.

  • getsid 시스템 호출 : session id를 획득 / 어떤 session에 속해있는지 확인

    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    
    pid_t getsid(pid_t pid);

  • setsid() 시스템 호출

    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    
    pid_t setsid(void);

    • 제어 단말기를 갖지 않는 새로운 session과 group 생성

      호출 프로세스의 id가 session과 group의 id가 된다

      만약, 호출 process가 현재 group의 leader이면 -1을 return한다

    • session을 종료해도 계속 실행 되게 만들 때 session을 변경한다

      이 session과 관계없이 실행하겠다라는 명령이니, shell 프로그램 종료돼도 종료를 못시키게 돼서 사용하지 말 것

• Main함수 인자 사용. 이제는 이렇게 인자를 전달받아서 프로그램을 만들 것

  //argc 문자열 몇 개를 넘겨받았는지 알려줌
  //argv 포인터 배열로, 어떤 값을 넘겨받았는지 알 수 있음
  int main(int argc, char **argv) {
    int i = 0;
    printf("%d\n", argc);
  
    while(argv[i] != NULL) {
      printf("%s\n", argv[i]);
      i++;
    }
    return 0;
  }

• 모든 입출력은 OS가 담당함. program이 I/O 작업은 OS에게 부탁을 하는 것임. 그러면 입력받은 값들을 OS는 main함수 인자로 넘겨주는 것임

  //ls 현재위치 프로그램 이름
  //-l 프로그램 실행을 위한 인자
  $ ls -l
  
  //chmod 현재위치 프로그램 이름
  //0777 프로그램 실행을 위한 인자
  //a.c 프로그램 실행을 위한 인자
  $ chmod 0777 a.c
  

• getpid() / getppid() / getpgrp() / getpgid(0) / setpgid(pid, gid) / getsid(pid) / setsid()