三、进程
操作系统的诞生就是为了任务管理，而进程与线程就是管理的目标。从某种意义上，操作系统的内存管理、文件系统、I/O,等等都是为了这个目标。所以这也是本书的重中之中。
3.1 文件、进程与用户
让我们先从文件说起。
文件作为一种资源，其实是要被某个进程访问的。这里有个概念要理清楚，就是用户属性和权限。
每个打开的文件，都被分配一个文件描述符，同时可以由stat通过路径和文件名或者fstat通过文件描述符获得一个文件属性结构体:
struct stat{mode_t st_mode;
ino_t st_inod;
……… },
ls -l命令即时通过这个文件结构体，获得相关的文件信息。
其中st_mode包括9各访问权限位屏蔽字，U,G,O。同时包括设置用户ID和设置组ID两个位。
每个进程，则包括6个与用户关联的ID。分别是实际用户ID，组ID。有效用户ID，组ID，附属组ID，保存的设置用户ID，设置组ID。
对于一个要被进程执行的文件，如果该文件的设置用户ID位置位，则进程执行这个文件的时候，该进程具有文件所有者用户的权限。这点要尤其注意！
一个新文件的用户ID设置为创建该文件的进程的有效用户ID。用户组ID，POSIX.1规定了两种可选的方案：要么与进程有效组ID相同，要么与所在目录的组ID。
各种实现方案各有不同，如MAC选择总是与目录组ID相同，而Linux3.2.0则根据目录的设置组ID位是否被设置分别采用不同的策略。
umask函数，设置屏蔽位。屏蔽为1的，st-mode相应位一定会被关闭。通常在shell中用umask命令可以查看该登录shell的umask。
3.2 进程
3.2.1 进程环境
让我们先来理顺一个场景。在shell中执行一个ELF文件或者脚本的时候，会发生什么？
首先，shell进程会调用fork()系统调用创建一个新的进程，然后调用exec族系统调用函数来具体执行。exec类函数会先根据文件头128个字节判断可执行文件的文件类型，然后调用相应的加载器进行文件加载，并执行。这个过程可以参考程序员的自我修养P174页。
这里说的进程环境其实主要指C程序的存储空间布局。
在一个进程的虚拟地址空间内，分布如下：
命令行参数+环境变量
栈
共享库
堆
BSS
初始化的数据
正文
后面两段由exec从程序文件中读入，BSS由exec初始化为0。
然后要注意ISO C的几个函数：
malloc, calloc, realloc，free，genenv, putenv, setenv
由于goto语句不能跨越函数，所以有了setjmp, longjmp。注意配对使用时，寄存器的环境得不到保存，所以尽量使用全局变量，静态变量和volatile变量，不要使用寄存器变量，auto标量。
3.2.2 进程控制
几个特殊进程：进程0(见Linux内核设计的艺术P65)，进程1(init进程，/etc/inittab文件或者/etc/init.d中配置初始化文件)，进程2(page daemon支持虚拟存储系统的分页操作)
fork
注意，由于UNIX没有提供一个函数可以获得所有子进程的ID，所以父进程的fork返回子进程id。子进程返回0--因为调用getppid就可以获得父进程id。
父进程与子进程不共享除正文段外的其他存储空间（子进程只拥有副本而已）
父子进程共享v节点与文件偏移量。
fork的两个常用用法：
a) 父进程复制自己，子进程处理具体请求，父进程继续等待客户端服务请求。如网络服务
b) 一个进程执行不同的程序。如shell，fork后exec
exit
exit, _Exit是C标准库的，_exit是系统调用。exit会关闭所有打开描述符，释放相关内存
父进程exit后，进程管理程序会遍历所有进程，将父进程id相关的改为1，即由init进程来收养他的子进程
子进程exit后，终止状态，CPU时间总量等依然保存。如果父进程没有wait处理，则变成僵死进程
wait与waited
wait(&stat), waited(pid, &stat, options)
wait阻塞直到第一个子进程终止，stat存放子进程终止状态
exec
execl,execv,execle,execve,execlp,execvp
l代表list，v代表参数,p代表取filename参数，e代表取envp数组
解释器文件
#！ pathname [option-argument]
进程调度
nice(), getpriority(), setpriority()
nice值越大表示其越友好，优先级越低
3.2.3 进程关系
1.登录shell进程关系
init进程使用户进入多用户模式，init读取文件/etc/ttys对每个登录的终端设备，调用一次fork，它所生成的子进程则调用exec getty程序。
gettty对终端设备调用open函数，将终端打开，一旦设备打开，fd0，1，2设置到该设备上。然后getty输出login: 之类的信息。当用户键入用户名后，getty工作完成，调用Login程序如下：
execle(“/bin/login”, “login”,”-p”,username, (char *)0, envp);
login得到用户名，调用getpwnam取得用户的口令文件登录项，调用getpass显示Passwd，读密码，调用crypt将口令加密，并与pw_passwd字段相比较。如果密码错误多次，login exit(1), 父进程取得1退出信号，再次调用fork, 执行getty，对此终端重复上述过程
注意这些过程，init1的实际用户和有效用户ID都是0，即超级用户权限，所以子进程结束后，孙子进程被init1收养。这些进程用户权限都是root
如果login登录成功，则：
设置当前目录为用户其实目录
调用chown更改终端权限
设置组ID
初始化系统环境
设置用户ID，并调用该用户的登录shell
2.网络登录
init调用一个shell，由此启用守护进程Inetd,inetd进程等待网络连接。当这个shell终止，inetd被init收养
inetd等待TCP/IP连接，当一个客户端请求到达，执行fork，exec子进程请求服务相关的程序
3.进程组与会话
进程组，各进程由同一作业结合起来，接收来自同一终端的各种信号
每个进程组有一个组长进程，其组ID等于进程ID
一个进程只能为它自己或它子进程设置组ID
通常由shell管道将几个进程编成一组
如果调用setsid的进程不是一个组的组长，则创建一个新会话
与控制终端连接的会话首进程成为控制进程
会话可以包括一个前台进程组，多个后台进程组
额，困了，睡啦- -@