Linux内核之进程1:进程的概念

我会带着你远行 2022-12-01 11:43 199阅读 0赞

## 1.什么是进程？ ##

进程：资源的封装单位；

linux用一个PCB来描述进程，即task\_struct， 其包含mm,fs,files,signal…

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1dGVyZXNh_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

1.  root目录，是一个进程概念，不是系统概念；
    
    apropos chroot
    
    man chroot 2

如下图，将分区/dev/sda5挂载到/mnt/a，调用chroot，改变root目录，当前进程下的文件b.txt即位于当前进程的根目录。  
![在这里插入图片描述][20200826164809251.png_pic_center]

(2)fd也是进程级概念；

(base) leon@leon-Laptop:/proc/29171$ ls fd -l

总用量 0

lrwx------ 1 leon leon 64 5月 16 10:26 0 -> /dev/pts/19

lrwx------ 1 leon leon 64 5月 16 10:26 1 -> /dev/pts/19

lrwx------ 1 leon leon 64 5月 16 10:26 2 -> /dev/pts/19

(3)pid，系统全局概念

Linux总的PID是有限的，用完PID

: ( ) \{ : ∣ : & \} ; : :()\\\{:|:\\&\\\};: :()\{ :∣:&\};:

每个用户的PID也是有限的

ulimit -u 最大进程数

ulimit –a

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uXGnv2g8-1598431532855)(media/3eef1348e4b3cf1d805464d6058730e5.png)\]][img-uXGnv2g8-1598431532855_media_3eef1348e4b3cf1d805464d6058730e5.png]

(base) leon@leon-Laptop:/proc/29171$ cat /proc/sys/kernel/pid\_max

32768

案例：android2.2漏洞

Android提权漏洞分析——rageagainstthecage:  
[https://blog.csdn.net/feglass/article/details/46403501][https_blog.csdn.net_feglass_article_details_46403501]

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eYtXrQey-1598431532856)(media/c145a74a9d99f9f1875d00612440edad.png)\]][img-eYtXrQey-1598431532856_media_c145a74a9d99f9f1875d00612440edad.png]

Setuid(shell):rootshell用户 PID用完时，降权失败，依然具有root权限

解决办法，检查返回值

软件工程符合墨菲定律，解决办法，代码写出闭环。

## 2 linux进程的组织方式 ##

linux里的多个进程，其实就是管理多个task\_struct，那他们是怎么组织联系的呢？

组织task\_struct的数据结构：

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zFFYrR44-1598431532857)(media/81ff93c53a48d4049233509472f848b7.png)\]][img-zFFYrR44-1598431532857_media_81ff93c53a48d4049233509472f848b7.png]

**a.链表**，遍历进程

**b.树**：方便查找父子相关进程

**c.哈希表**：用于快速查找

用三种数据结构来管理task\_struct，以空间换时间。

父进程监控子进程，linux总是白发人送黑发人。父进程通过wait，读取task\_struct的退出码，得知进程死亡原因。并且清理子进程尸体。

Android/或者服务器，都会用由父进程监控子进程状态，适时重启等；

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wnAjtGFM-1598431532858)(media/711f6e57ae9853dd7f45bed9ae50a9f7.png)\]][img-wnAjtGFM-1598431532858_media_711f6e57ae9853dd7f45bed9ae50a9f7.png]

## 3.进程的生命周期 ##

有六个状态：就绪，运行，睡眠(深度/浅度睡眠)，暂停，僵尸

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aK6hZyIX-1598431532859)(media/55bf75e8d00d96c9d263f8bb83212ab6.png)\]][img-aK6hZyIX-1598431532859_media_55bf75e8d00d96c9d263f8bb83212ab6.png]

### 3.1.什么是僵尸进程： ###

子进程死掉，父进程还没清理尸体，没火化。

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GnfBqFEF-1598431532860)(media/ccd6fb0fe0b4296fb1a4f73ecedbeb08.png)\]][img-GnfBqFEF-1598431532860_media_ccd6fb0fe0b4296fb1a4f73ecedbeb08.png]

子进程死亡后，首先变成僵尸，  
mm,fs等所有资源已经释放，只剩task\_struct躯壳还没被父进程清理,父进程通过wait\_pid获得，wait结束，僵尸所有资源(task\_struct)被释放。

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-p9OdrFv2-1598431532861)(media/9fbe2ef605f3ec0a85162b7a3eb13b73.png)\]][img-p9OdrFv2-1598431532861_media_9fbe2ef605f3ec0a85162b7a3eb13b73.png]

父进程用waitpid()查看task\_struct退出码，检测子进程退出状态；

Waitpid()调用完成，则子进程彻底消失。

僵尸进程状态：子进程死亡，还没被父进程清理，资源已经被释放，只剩下task\_struct。

清理办法：kill父进程。

僵尸进程被杀死的假象：

当一个进程里有多个子线程，主线程退出其他线程仍然运行；

top是以进程视角看线程，所以造成僵尸进程亦然可以被杀的假象；

### **3.2 stop状态**： ###

其他进程控制其停止

Ctrl+z：让进程暂停；发信号19

Fg:进程在前台继续跑；

Bg:让进程在后台继续跑

Fg/bg实际上是发continue信号18

用于作业控制。

Kill –l

cpulimit -l 20 -p 3637

限制CPU占用率为20，实际用ctrl+z fg/bg实现的。

cpulimit是暴力的方法，更好的用CGROUP

### 3.3 睡眠 ###

进程本身主动睡眠，等待资源，深度睡眠/浅度睡眠。

### 3.4调度： ###

只管在就绪态和运行态进程的切换，一个运行态，多个就绪态。

调度进程只等CPU，其他资源全部就绪。Linux就绪和占用都是用task\_running标识符

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AtU0kAxf-1598431532861)(media/2f7c4d06d703bcf94a2cae6dd558d21d.png)\]][img-AtU0kAxf-1598431532861_media_2f7c4d06d703bcf94a2cae6dd558d21d.png]

## 4.fork ##

创建进程，子进程拷贝父进程的task\_struct资源。

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Eon4o3aB-1598431532862)(media/74f8955b7bd06415932010259ccd4c45.png)\]][img-Eon4o3aB-1598431532862_media_74f8955b7bd06415932010259ccd4c45.png]

## 5.什么是内存泄漏？ ##

进程没死，运行越久，耗费内存越多，叫内存泄漏（程序死亡时，所占内存会全部释放）；

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Zop0cg45-1598431532863)(media/901890d4d2292a3dd4cfb09dec02c904.png)\]][img-Zop0cg45-1598431532863_media_901890d4d2292a3dd4cfb09dec02c904.png]

判断内存泄漏方法：连续多点采样(6，7，8，9每小时采样，统计剩余内存是否收敛)，正常的程序，内存震荡收敛。随时间增加，内存消耗不断增多，且不收敛，则一定是内存泄漏；

发散

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YKKNK3Lv-1598431532864)(media/6ab83d23f89927071d30a92cec2cb2ff.png)\]][img-YKKNK3Lv-1598431532864_media_6ab83d23f89927071d30a92cec2cb2ff.png]

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qRK4qFsE-1598431532864)(media/239e7971148acbc5a0b14ee0c76a768f.png)\]][img-qRK4qFsE-1598431532864_media_239e7971148acbc5a0b14ee0c76a768f.png]

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