linux进程管理之wait系统调用

六: wait4 ()系统调用

在父进程中，用wait4()可以获得子进程的退出状态，并且防止在父进程退出前，子进程退出造成僵死 状态。这是我们这节分析的最后一个小节了。

关于wait4()在用户空间的调用方式可以自行参考相关资料，在这里只是讨论内核对这个系统调用的实 现过程。

Wait4()的系统调用入口为sys_wait4().代码如下所示：

asmlinkage long sys_wait4(pid_t pid, int __user *stat_addr,
　　　　　　　　int options, struct rusage __user *ru)
{
　　 long ret;
　　 //options的标志为须为WNOHANG…__WALL的组合，否则会出错
　　 //相关标志的作用在do_wait()中再进行分析
　　 if (options & ~(WNOHANG|WUNTRACED|WCONTINUED|
　　　　　　　__WNOTHREAD|__WCLONE|__WALL))
　　　　 return -EINVAL;
　　 ret = do_wait(pid, options | WEXITED, NULL, stat_addr, ru);
　　 /* avoid REGPARM breakage on x86: */
　　 prevent_tail_call(ret);
　　 return ret;
}

do_wait()是其中的核心处理函数。代码如下：

static long do_wait(pid_t pid, int options, struct siginfo __user *infop,
　　　　 　　int __user *stat_addr, struct rusage __user *ru)
{
　　 //初始化一个等待队列
　　 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
　　 struct task_struct *tsk;
　　 int flag, retval;
　　 int allowed, denied;
　　 //将当前进程加入等待队列,子进程退出给父进程发送信号会wake up些等待队列
　　 add_wait_queue(&current->signal->wait_chldexit,&wait);
repeat:
　　 flag = 0;
　　 allowed = denied = 0;
　　 //设置进程状态为TASK_INTERRUPTIBLE.下次调度必须要等到子进程唤醒才可以了
　　 current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
　　 read_lock(&tasklist_lock);
　　 tsk = current;
　　 do {
　　　　 struct task_struct *p;
　　　　 struct list_head *_p;
　　　　 int ret;
　　　　 //遍历进程下的子进程
　　　　 list_for_each(_p,&tsk->children) {
　　　　　　　p = list_entry(_p, struct task_struct, sibling);
　　　　　　　//判断是否是我们要wait 的子进程
　　　　　　　ret = eligible_child(pid, options, p);
　　　　　　　if (!ret)
　　　　　　　　　 continue;
　　　　　　　if (unlikely(ret < 0)) {
　　　　　　　　　 denied = ret;
　　　　　　　　　 continue;
　　　　　　　}
　　　　　　　allowed = 1;
　　　　　　　switch (p->state) {
　　　　　　　//子进程为TASK_TRACED.即处于跟踪状态。则取子进程的相关信息
　　　　　　　case TASK_TRACED:
　　　　　　　　　 flag = 1;
　　　　　　　　　 //判断是否是被父进程跟踪的子进程
　　　　　　　　　 //如果是则返回1..不是返回0
　　　　　　　　　 if (!my_ptrace_child(p))
　　　　　　　　　　　 continue;
　　　　　　　　　 /*FALLTHROUGH*/
　　　　　　　case TASK_STOPPED:
　　　　　　　　　 flag = 1;
　　　　　　　　　 //WUNTRACED:子进程是停止的,也马上返回
　　　　　　　　　 //没有定义WUNTRACED 参数.继续遍历子进程
　　　　　　　　　 /*从此看出.生父进程是不会处理STOP状态的子进程的.只有
　　　　　　　　　 　　发起跟踪的进程才会
　　　　　　　　　 　*/
　　　　　　　　　 　
　　　　　　　　　 if (!(options & WUNTRACED) &&
　　　　　　　　　 　　!my_ptrace_child(p))
　　　　　　　　　　　 continue;
　　　　　　　　　 //WNOWAIT:不会将zombie子进程的退出状态撤销
　　　　　　　　　 //下次调用wait系列函数的时候还可以继续获得这个退出状态
　　　　　　　　　 retval = wait_task_stopped(p, ret == 2,
　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (options & WNOWAIT),
　　　　　　　　　　　　　　　　 　 infop,
　　　　　　　　　　　　　　　　 　 stat_addr, ru);
　　　　　　　　　 if (retval == -EAGAIN)
　　　　　　　　　　　 goto repeat;
　　　　　　　　　 if (retval != 0) /* He released the lock.　*/
　　　　　　　　　　　 goto end;
　　　　　　　　　 break;
　　　　　　　default:
　　　　　　　// case EXIT_DEAD:
　　　　　　　　　 //不需要处理DEAD状态
　　　　　　　　　 if (p->exit_state == EXIT_DEAD)
　　　　　　　　　　　 continue;
　　　　　　　// case EXIT_ZOMBIE:
　　　　　　　　　 //子进程为僵尸状态
　　　　　　　　　 if (p->exit_state == EXIT_ZOMBIE) {
　　　　　　　　　　　 if (ret == 2)
　　　　　　　　　　　　　　goto check_continued;
　　　　　　　　　　　 if (!likely(options & WEXITED))
continue;
　　　　　　　　　　　 retval = wait_task_zombie(
　　　　　　　　　　　　　　p, (options & WNOWAIT),
　　　　　　　　　　　　　　infop, stat_addr, ru);
　　　　　　　　　　　 /* He released the lock.　*/
　　　　　　　　　　　 if (retval != 0)
　　　　　　　　　　　　　　goto end;
　　　　　　　　　　　 break;
　　　　　　　　　 }
check_continued:
　　　　　　　　　 /*
　　　　　　　　　 * It's running now, so it might later
　　　　　　　　　 * exit, stop, or stop and then continue.
　　　　　　　　　 */
　　　　　　　　　 flag = 1;
　　　　　　　//WCONTINUED:报告任何继续运行的指定进程号的子进程的状态
　　　　　　　　　 if (!unlikely(options & WCONTINUED))
　　　　　　　　　　　 continue;
　　　　 　　 //取进程的相关状态
　　　　 　　 retval = wait_task_continued(
　　　　　　　　　　　 p, (options & WNOWAIT),
　　　　　　　　　　　 infop, stat_addr, ru);
　　　　　　　　　 if (retval != 0) /* He released the lock.　*/
　　　　　　　　　　　 goto end;
　　　　　　　　　 break;
　　　　　　　}
　　　　 }
　　　　 //遍历被跟踪出去的子进程
　　　　 //从这里可以看出.如果一个子进程被跟踪出去了.那么子进程的退出
　　　　 //操作并不是由生父进程进行了
　　　　 if (!flag) {
　　　　　　　list_for_each(_p, &tsk->ptrace_children) {
　　　　　　　　　 p = list_entry(_p, struct task_struct,
　　　　　　　　　　　　　　ptrace_list);
　　　　　　　　　 if (!eligible_child(pid, options, p))
　　　　　　　　　　　 continue;
　　　　　　　　　 flag = 1;
　　　　　　　　　 break;
　　　　　　　}
　　　　 }
　　　　 if (options & __WNOTHREAD)
　　　　　　　break;
　　　　 //也有可能是进程中的线程在wait其fork出来的子进程
　　　　 tsk = next_thread(tsk);
　　　　 BUG_ON(tsk->signal != current->signal);
　　 } while (tsk != current);
　　 //
　　 read_unlock(&tasklist_lock);
　　 if (flag) {
　　　　 retval = 0;
　　　　 //如果定义了WHNOHANG:马上退出
　　　　 if (options & WNOHANG)
　　　　　　　goto end;
　　　　 retval = -ERESTARTSYS;
　　　　 if (signal_pending(current))
　　　　　　　goto end;
　　　　 schedule();
　　　　 goto repeat;
　　 }
　　 retval = -ECHILD;
　　 if (unlikely(denied) && !allowed)
　　　　 retval = denied;
end:
　　 //将进程设为运行状态,从等待队列中移除
　　 current->state = TASK_RUNNING;
　　 remove_wait_queue(&current->signal->wait_chldexit,&wait);
　　 if (infop) {
　　　　 if (retval > 0)
　　　　 retval = 0;
　　　　 else {
　　　　　　　/*
　　　　　　　* For a WNOHANG return, clear out all the fields
　　　　　　　* we would set so the user can easily tell the
　　　　　　　* difference.
　　　　　　　*/
　　　　　　　if (!retval)
　　　　　　　　　 retval = put_user(0, &infop->si_signo);
　　　　　　　if (!retval)
　　　　　　　　　 retval = put_user(0, &infop->si_errno);
　　　　　　　if (!retval)
　　　　　　　　　 retval = put_user(0, &infop->si_code);
　　　　　　　if (!retval)
　　　　　　　　　 retval = put_user(0, &infop->si_pid);
　　　　　　　if (!retval)
　　　　　　　　　 retval = put_user(0, &infop->si_uid);
　　　　　　　if (!retval)
　　　　　　　　　 retval = put_user(0, &infop->si_status);
　　　　 }
　　 }
　　 return retval;
}

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