2.2.3 Выполнение процесса
Процессы могут выполняться на переднем плане (foreground) – режим по умолчанию и в фоновом режиме (background). На переднем плане в каждый момент для текущего терминала может выполняться только один процесс. Однако пользователь может перейти в другой терминал и запустить на выполнение еще один процесс, а на другом терминале еще один и т.д. Процесс переднего плана – это процесс, с которым вы взаимодействуете, он получает информацию с клавиатуры (стандартный ввод) и посылает результаты на экран (стандартный вывод).
Фоновый процесс после своего запуска благодаря использованию специальной командой оболочки отключается от экрана и клавиатуры, т.е. не ожидает ввода данных со стандартного вывода и не выводит информацию на стандартный вывод, а командная оболочка не ожидает окончания запущенного процесса, что позволяет пользователю немедленно запустить еще один процесс.
Процессы так же могут быть отложенными. Отложенный процесс – это процесс, который в данный момент не выполняется и временно остановлен. После того как вы остановили процесс, в дальнейшем вы можете его продолжить как на переднем плане, так и в фоновом режиме. Возобновление приостановленного процессора не изменит его состояния – при возобновлении он начнется с того места, на котором был приостановлен.
Надо отметить, что запущенные процессы будут строго привязаны к конкретному терминалу и если пользователь отключится от него, то процессы не смогут продолжать свою работу и будут остановлены.
2.2.4 Демоны
Среди всех процессов можно выделить несколько особых типов процессов.
Системные процессы являются частью ядра и всегда находятся в оперативной памяти. Такие процессы не имеют соответствующих им программ в виде исполняемых файлов и запускаются особым образом при инициализации ядра системы. Примерами системных процессов являются планировщик процессов, диспетчер свопинга, диспетчер буферного кэша, диспетчер памяти ядра. Такие процессы являются фактически потоками ядра.
Демоны отличаются от обычных процессов только тем, что они работают в неинтерактивном режиме. Если с обычным процессом всегда ассоциирован какой-то терминал или псевдотерминал, через который осуществляется взаимодействие процесса с пользователем, то демон такого терминала не имеет. Демоны обычно используются для выполнения сервисных функций, обслуживания запросов от других процессов, причем не обязательно выполняющихся на данном компьютере. Пользователь не может непосредственно управлять демонами, он может влиять на их работу, только посылая им какие-то задания, например, отправляя документ на печать.
Одним из главных, если можно так выразиться, демонов в системе является демон init. Как уже говорилось, init является прародителем всех процессов в системе и имеет идентификатор 1. Выполнив задачи, поставленные в ему в файле inittab, демон init не завершает свою работу – он постоянно находится в памяти и отслеживает выполнение других процессов. Надо отметить, что init становится родителем «осиротевших» процессов (дочерних процессов, у которых родитель завершил свою работу), называемых зомби, для поддержания строгой иерархии процессов в системе.
3. Технологическая часть
3.1 Выбор дистрибутива
Дистрибутив – это определенный набор программ, утилит и документации, объединенный логичной системой установки и сопровождения программных пакетов, ориентированный на определенную группу пользователей и определенный тип задач.
По большому счету, обладая достаточными знаниями, можно накачать из Интернета ядро операционной системы, загрузчик, драйверы, программное обеспечение, и все это установить вручную, а потом долго подгонять и настраивать. Но все же проще взять готовый и настроенный дистрибутив.
На сегодняшний день существуют три базовых дистрибутива и множество их потомков, причем некоторые из них уже имеют крайне мало общего с родителями.
Вот эти три дистрибутива: Debian, Read Hat, Slackware.
Поддержка технология SELinux изначально заложена только в дистрибутивы группы Read Hat, поэтому была выбрана именно она.
Группа Read Hat включает в: Red Hat, Fedora Core, KSI, Black Cat, ASP Linux, AltLinux, Mandrake, BestLinux, TurboLinux и др.
Родителем всей этой группы является дистрибутив Red Hat. На сегодня это один из самых популярных дистрибутивов. Компания Red Hat представляет несколько вариантов поставки, но все они платные. Поэтому выбор пал на дистрибутив Fedora Core – настольную версию Red Hat, отправленной в свободное плавание.
Т.к. поддержка SELinux была включена в дистрибутивы Fedora Core только с версии 2, а последняя 5-ая версия считается еще не устоявшейся, то был выбран дистрибутив Fedora Core 4.
3.2 Создание демона
Демон – это консольное приложение, т.к. он работает в неинтерактивном режиме и графическая оболочка ему не нужна.
Создание демона можно логически разделить на три части:
Создание процесса с помощью fork();
Отрыв от управляющего терминала;
Обработка сигналов или событий (совершение так называемой полезной работы)
Системный вызов fork создает новый процесс. Возвращает идентификатор дочернего процесса или 0 в случае успеха и -1 в случае ошибки (код ошибки – в переменной errno).
На языке Си создание нового процесса будет выглядеть так:
int pid = fork();
if( pid = = -1 ) // fork failed
{perror(“Невозможно создать процесс!”);
exit( 1 );}
else
{if( pid <> 0 ) exit( 0 ); // parent process exits}
Возвращаемое значение -1 свидетельствует об ошибке, но поскольку fork не имеет входных аргументов, то ошибочная ситуация никак не связана с вызывающим процессом. Единственная возможная ошибка – исчерпывание системных ресурсов, то есть либо нехватка места в файле подкачки, либо в системе исполняется слишком много процессов.
Т.к. по завершению fork оба процесса (потомок и предок) получают от него возвращаемое значение, а нам интересен потомок, то строкой «if( pid <> 0 ) then exit( 0 );» мы завершаем процесс предок (процесс-потомок получает от fork значение 0, родительский процесс – идентификатор процесса-потомка), в то время как дочерний процесс продолжает выполняться.
После завершения родительского процесса контроль над терминалом возвращается запустившей его программе (оболочке), а новый процесс, созданный функцией fork, выполняется в фоновом режиме. Однако наш процесс все еще принадлежит той же группе, что и создавший его процесс. Для того чтобы демон стал полностью независим от запустившего его терминала, новый процесс следует поместить в новую группу, а самый простой способ сделать это - создать новую сессию.
Новая сессия создается вызовом функции setsid:
pid = setsid();
if( pid = = -1 ) // setsid failed
{perror(“Невозможно создать новую сессию”);
exit( 1 );}
Теперь процесс выполняется в режиме демона.
Демон обычно несет на себе какие-либо полезные функции (например, демон диспетчера печати обрабатывает задания, отправленные на печатающее устройство), иначе его создание было бы лишено смысла.
В связи с этим было решено написать свой обработчик сигналов.
Сигналы – это запросы на прерывание на уровне процессов. В UNIX определено свыше тридцати различных сигналов. Когда поступает сигнал, возможен один из двух вариантов развития событий. Если процесс назначил данному сигналу подпрограмму обработки, то она вызывается, и ей предоставляется информация о контексте, в которой был сгенерирован сигнал. В противном случае ядро выполняет от имени процесса действия, определенные по умолчанию. Эти действия различны для разных сигналов.
Процесс вызова обработчика называют перехватом сигнала. Когда выполнение обработчика завершается, процесс возобновляется с той точки, где был получен сигнал.
Чтобы сигналы не поступали в программу, можно указать, что они должны игнорироваться или блокироваться. Игнорируемый сигнал просто пропускается и не оказывает на процесс никакого влияния. Блокируемый сигнал ставится в очередь на обработку, но ядро не требует от процесса никаких действий до явного разблокирования сигнала. Обработчик вызывается для разблокированного сигнала только один раз, даже если в течение периода блокировки поступило несколько таких сигналов.
В данной работе демон обрабатывает только сигналы SIGUSR1, SIGUSR2, SIGTERM, SIGINT, SIGQUIT. Остальные сигналы игнорируются, ну кроме сигнала SIGKILL (данный сигнал не может блокироваться и приводит к безусловному завершению процесса на уровне операционной системы).
Сигналы SIGUSR1 и SIGUSR2 не имеют стандартного назначения. Ими можно пользоваться в различных ситуациях.
При получении сигнала SIGUSR1 демон выводит на терминал информацию о программе, при получении SIGUSR2 – системную информацию(PID, PPID, UID, GID).
Все полученные сигналы протоколируется в файл с указанием времени получения сигнала.
0 комментариев