Llamadas al Sistema EXIT y WAIT

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Llamadas al Sistema EXIT y WAIT

• Alumnos
• Cristo Manuel Alonso Santana
• Inti Sologuren Marrero

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Llamada al sistema exit

• La finalidad de exit() es poner fin a la
  existencia de un proceso.
• Está contenida en el fichero fuente
  kernel/exit.c
• Implementada por la función sys_exit(), la
  llamada exit pasa por ser la llamada al sistema
  número 1.
• Sys_exit() a su vez invoca a do_exit pasándole el
  código de retorno

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Perspectiva del Sistema Operativo

• Cuando se invoca a la llamada exit(), el sistema
  operativo reacciona reclamando todos los recursos
  que tiene asociado el proceso que ha de
  finalizar.

• Ficheros asociados
• Sistema de Ficheros
• Memoria utilizada
• Señales pendientes

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Sintaxis

• void exit ()
• El valor devuelto al proceso padre será cero en
  caso de finalización normal y distinto a cero si
  finaliza debido a un error.
• Cuando el proceso hijo termina le envía al padre
  una señal SIGCHLD y espera hasta que el valor
  estado sea aceptado por el padre, permaneciendo
  en estado zombie.

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Implementación sys_exit()

• int sys_exit (int error_code)
• do_exit((error_code0xff)ltlt8)
• La función sólo convierte el código de retorno
  al formato esperado por do_exit, que es quien
  realmente lleva a cabo la implementación.

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Descriptores de Proceso

• Task struct
• Estructura principal del proceso.
• Files_struct
• Referencia a los archivos asociados del proceso.
• Fs_struct
• Asocia el sistema de ficheros con el proceso
• Signal_struct
• Acciones asociadas a las señales del proceso.
• Mm_struct
• Memoria asociada
• Namespace
• Información acerca del sistema de ficheros

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Task_struct

• Struct task_struct
• volatile long state /Estado del
  proceso (TASK ZOMBIE)/
• unsigned long flags /Información
  adicional(PF_EXITING)/
• int exit_code /Exit code
  para el padre/
• int pid
  /Sistema de ficheros/
• struct fs_struct fs /Sistema de
  ficheros/
• struct mm_struct mm /Memoria asociada/
• struct files_struct files /Ficheros
  asociados/
• struct signal_struct sig /Acciones
  asociadas/
• struct namespace namespace /Información del
  Sist. Ficheros./

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Struct fs_struct

• Struct fs_struct
• int count / Nº de procesos que
  referencian este handle/
• struct inode root /Directorio raíz/
• struct inode pwd / Directorio actual/

9
Struct signal_struct

• Struct signal_struct
• int count /Nº de descriptores de
  archivos asociados/
• struct k_sigaction32 action / Tabla de
  funciones de desvío/

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Struct files_struct

• Struct files_struct
• int count /Nº de descriptores
  de archivos asociados/
• struct file fd /Lista de
  descriptores de archivos abiertos/

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Struct file

• Struct file
• loff_t f_pos /Posición actual desde el
  inicio del fichero/
• struct file f_next /Siguiente descriptor/
• struct file f_prev /Anterior descriptor/

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Struct mm_struct

• Struct mm_struct
• int count /Número de referencias
  (procesos)/
• pgd_t pgd /Dirección de la tabla global de
  páginas utilizada por el proceso/
• unsigned long start_code /Inicio del código
  del proceso en memoria/
• unsigned long end_code /Fin del código del
  proceso en memoria/
• unsigned long start_data /Inicio del segmento
  de datos/
• unsigned long end_data /Fin del segmento de
  datos/

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Struct namespace

• Struct namespace
• int count
• struct vfsmount root /Sistema de ficheros
  sobre el que está el proceso/

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Funcionamiento

• Obtención del proceso a terminar
• Comprobaciones previas
• Informar de que el proceso está terminado
• Eliminar su temporizador
• Libera la memoria asociada al proceso
• Elimina cualquier semáforo pendiente
• Libera los ficheros asociados al proceso
• Libera los directorios raíz y actual del proceso
• Libera la información del sistema de ficheros
• Libera las acciones asociadas a las señales
  pendientes
• Elimina el hilo actual vinculado al proceso
• Desvincula la terminal asociada al proceso
• Acciones sobre el ámbito de ejecución
• Almacenamiento del código de retorno
• Advertencia al padre de la finalización de uno de
  sus hijos
• Cambio de contexto

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do_exit

• void do_exit(long code)
• struct task_struct tsk current //Obtenemos
  el proceso
• //Hacemos algunas comprobaciones antes de
  proceder
• if (in_interrupt()) /Si el sistema está en una
  interrupción/
• panic(aiee, kiling interrupt handler!)
• if (!tsk-gtpid) /Matar un proceso con pid 0?
  tarea inactiva/
• panic(Attempted to kill the idle task!)
• if (tsk-gtpid1) /Matar el proceso init?/
• panic(Attempted to kill init!)
• .

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do_exit

• void do_exit()
• .
• tsk-gtflags PF_EXITING /Informa de que el
  proceso está terminado/
• del_timer_sync(tsk-gtreal_timer) / Elimina su
  temporizador de la lista/
• __exit_mm(tsk) /Libera el espacio de
  direccionamiento del proceso/
• lock_kernel() /Hecha cerrojo al kernel/
• sem_exit() /Si el proceso estaba esperando
  por un semáforo, lo elimina de la cola asociada
  a dicho semáforo/
• __exit_files(tsk) /Libera los ficheros
  asociados al proceso/
• .

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do_exit

• void do_exit()
• .
• __exit_fs(tsk) /Elimina toda información que
  relaciona el sistema de ficheros de un
  proceso/
• exit_namespace() /Borra las entradas y
  dependencias de los sistemas de ficheros,
  directorio raiz, etc/
• exit_sighand(tsk) /Libera las acciones
  asociadas a las señales/
• exit_thread() /Elimina el hilo actual
  vinculado al proceso/
• if (current-gtleader)
• disassociate_ctty(1) /Elimina el vínculo
  entre el proceso y la terminal
  correspondiente/
• .

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do_exit

• void do_exit()
• .
• put_exec_domain(tsk-gtexec_domain)/Acciones
  sobre el ámbito de ejecución/
• /Acciones sobre el formato del archivo
  ejecutable/
• if (tsk-gtbinfmt tsk-gtbinfmt-gtmodule)
• __MOD_DEC_USE_COUNT(tsk-gtbinfmt-gtmodule)
• tsk-gtexit_code code /Almacena el código de
  retorno/
• exit_notify() /Establece el estado del proceso
  como TASK_ZOMBIE y Advierte al proceso padre
  de la finalización de uno de sus hijos/
• shedule() /Realiza un cambio de contexto/
• BUG()

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Funciones complementarias

• void __exit_mm(struct task_struct tsk)
• struct mm_struct mm tsk-gtmm
• mm_release() /Libera la memoria/
• if (mm)
• atomic_inc(mm-gtmm_count)
• BUG_ON(mm ! tsk-gtactive_mm)
• task_lock(tsk)
• tsk-gtmm NULL/Elimina toda la
  referencia a memoria/
• task_unlock(tsk)
• enter_lazy_tlb(mm, current,
  smp_processor_id())
• mmput(mm)/Devuelve al sistema
  los recursos asociados al proceso/

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Funciones complementarias

• void __exit_files(struct task_struct tsk)
• /Obtenemos los ficheros asociados al proceso/
  
• struct files_struct files tsk-gtfiles
• if (files) /Si tiene ficheros abiertos/
• task_lock(tsk)
• tsk-gtfiles NULL/eliminamos
  los vínculos a los mismos/
• task_unlock(tsk)
• put_files_struct(files)

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Funciones complementarias

• void __exit_fs(struct task_struct tsk)
• struct fs_struct fs tsk-gtfs
• if (fs) /Si existe información de
  control de acceso/
• task_lock(tsk)
• tsk-gtfs NULL/la eliminamos/
• task_unlock(tsk)
• __put_fs_struct(fs)

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Funciones complementarias

• void exit_namespace(struct task_struct p)
• /Obtenemos la información del espacio de
  nombres asociado al descriptor del proceso/
• struct namespace namespace p-gtnamespace
• if (namespace)
• task_lock(p) /Se bloquea la
  tarea/
• p-gtnamespace NULL /Elimina
  la información/
• task_unlock(p)
• put_namespace(namespace)

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Funciones complementarias

• void exit_sighand(struct task_struct tsk)
• /Obtenemos los descriptores de acciones
  asociadas al proceso/
• struct signal_struct sig tsk-gtsig
• spin_lock_irq(tsk-gtsigmask_lock)/Hecha
  cerrojo/
• if (sig) /Si hay acciones pendientes/
• tsk-gtsig NULL/las
  eliminamos/
• /Decrementa el nº de procesos que apuntan a la
  tabla de funciones de desvío y se libera el
  espacio de memoria que ocupan/
• if (atomic_dec_and_test(sig-gtcoun
  t))
• kmem_cache_free(sigact_cac
  hep, sig)
• tsk-gtsigpending 0 /Reiniciamos el
  número de acciones pendientes/
• flush_sigqueue(tsk-gtpending)
• spin_unlock_irq(tsk-gtsigmask_lock)
  /Desbloquea el cerrojo/

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Llamada al sistema Wait

• Es la llamada al sistema num. 114
• Su función es la de hacer esperar a un proceso,
  por la finalización de uno de sus hijos.
• Implementada por la función sys_wait4
• Contenida en el fichero fuente
• kernel/exit.c

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Interfaz sys_waitpid

• Función que se mantiene por compatibilidad, lo
  único que hace es llamar a sys_wait4 con los
  mismo parámetros.

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Ejemplo de uso

• /Programa de usuario/
• void main ()
• fork ()
• ...
• wait(pid)
• ...

• Cuando el proceso padre invoca al wait,
• detiene su ejecución hasta que el proceso hijo
  con el pid especificado,
• ...finaliza, haciendo una llamada al sistema por
  medio del exit...
• ... o bien termina la ejecución de su código

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Interfaz sys_wait4

• Parámetros
• pid_t pid / identificador del proceso por el
  que se va a esperar/
• unsigned int stat_addr / Dirección donde se
  copiará el estado
• de finalización del hijo/
• int options / Define el comportamiento de
  sys_wait4/
• struct rusage ru / Dirección donde se indica la
  información de recursos usados por el proceso a
  esperar/
• Valor de retorno
• Devuelve el código de retorno del proceso hijo
  por el
• cual se espera, en forma de entero

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Interfaz sys_wait4

• El valor que tenga el parámetro PID tiene los
  siguientes significados
• lt -1 Esperar por cualquier hijo cuyo ID de
  grupo sea igual al valor del pid (con el signo
  cambiado).
• -1 Esperar por el primer hijo que termine.
• 0 Esperar por cualquier hijo cuyo identificador
  de grupo sea igual al pid del proceso llamador
  (padre).
• gt 0 Esperar por los hijos cuyo pid es el
  indicado.

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Descriptores de ficheros

• Struct task_struct
• pid_t pid /identificador de proceso/
• pid_t pgrp /identificador de grupo/
• wait_queue_head_t wait_chldexit /referencia a
  la cola de espera/
• volatile long state /estado actual del
  proceso/
• int exit_code /codigo de salida/
• int exit_signal /señal de salida/
• struct task_struct p_opptr, p_pptr, p_cptr,
  p_osptr /puntero al padre original, al padre
  actual, al hijo y al hermano mas viejo/

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Descriptores de ficheros

• State puede tener 5 valores
• TASK_RUNNING El proceso está en ejecución o
  esperando para ser ejecutado.
• TASK_INTERRUPTIBLE El proceso se encuentra
  suspendido a la espera de que ocurra algún
  evento.
• TASK_UNINTERRUPTIBLE Igual que el estado
  anterior pero una señal no despertará al proceso.
  
• TASK_STOPPED La ejecución del proceso ha sido
  interrumpida al recibir una señal SIGSTOP,
  SIGTSTP, SIGTTIN o SIGTTOU.
• TASK_ZOMBIE El proceso ha terminado de
  ejecutarse pero está esperando a que el padre
  haga un wait() (o muera).

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Funcionamiento

• Verifica que las opciones son válidas.
• Añade el proceso actual a la cola de procesos en
  espera.
• Para cada uno de los hijos del proceso
• Busca un proceso hijo con el pid correspondiente
• Comprueba si es clónico o no
• Pregunta por el estado del proceso
• Pone el valor de retorno correspondiente.
• Saca el proceso actual de la cola de espera.
• Devuelve el valor de retorno.

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sys_wait4

• /Verifica que las opciones son válidas./
• .
• if(options (WNOHANGWUNTRACED__WCLONE))
• return -EINVAL
• .
• /Si las opciones no son las esperadas, devuelve
  el valor Argumento
• no válido (EINVAL)
• WNOHANG salir inmediatamente si no termina
  ningún hijo.
• WUNTRACED si el hijo está detenido y su estado
  es desconocido se pasa al próximo hijo.
• _WCLONE si se indica sólo se espera por los
  hijos clónicos, si no es así, por los que no lo
  son (un hijo clónico es aquel que no envía
  ninguna señal al padre salvo SIGCHLD hasta que
  finaliza)/

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sys_wait4

• /Añade el proceso actual a la cola de procesos
  en espera, identificado
• por el campo wait_chldexit./
• .
• add_wait_queue(current-gtwait_chldexit,wait)
• repeat
• .
• /Para cada uno de los hijos del proceso/
• .
• for (p current-gtp_cptr p p p-gtp_osptr)
• .

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sys_wait4

• /Busca un proceso hijo con el pid
  correspondiente/
• if (pidgt0)
• if (p-gtpid ! pid) //Distinto pid?
• continue
• else if (!pid) //Si es cero
• if (p-gtpgrp ! current-gtpgrp)
• continue
• else if (pid ! -1) //Si es distinto a -1
• if (p-gtpgrp ! -pid) //si pid de grupo es
  distinto a -pid
• continue
• ...

35
sys_wait4

• /Comprueba si es clónico o no/
• if (((p-gtexit_signal ! SIGCHLD) ((options
  __WCLONE) ! 0)) !(options __WALL))
• continue
• /Pregunta por el estado del proceso/
• switch (p-gtstate)

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sys_wait4

• .
• case TASK_STOPPED
• if (!p-gtexit_code) //Si código de salida es cero
• continue // pasa a otro hijo
• / Se comprueba la bandera WUNTRACED/
• if (!(options WUNTRACED) !(p-gtptrace
  PF_PTRACED))
• continue
• /si ru no es nulo, calcula la cantidad de
  recursos consumidos por el proceso actual y sus
  hijos, si no pone retval a cero/
• retval ru ? getrusage(p, RUSAGE_BOTH, ru) 0
• .

37
sys_wait4

• /Copia el estado de finalización del hijo/
• .
• if (!retval stat_addr)
• retval put_user((p-gtexit_code ltlt 8) 0x7f,
• stat_addr)
• /Antes de salir resetea el código de salida/
• if (!retval)
• p-gtexit_code 0
• retval p-gtpid
• /saca el proceso actual de la cola de espera/
• goto end_wait4
• .

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sys_wait4

• .
• case TASK_ZOMBIE
• /Actualización de la información que tiene el
  padre sobre el tiempo de
• usuario y del sistema usados por sus hijos/
• current-gttimes.tm_cutime p-gttimes.tms_utime
  
• p-gttimes.tms_cutime
• current-gttimes.tm_cstime p-gttimes.tms_stime
  
• p-gttimes.tms_cstime
• .
• /si ru no es nulo, calcula la cantidad de
  recursos consumidos por el proceso actual y sus
  hijos, si no pone retval a cero/
• retval ru ? getrusage(p, RUSAGE_BOTH, ru)
  0

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sys_wait4

• /Copia el estado de finalización/
• if (!retval stat_addr)
• retval put_user(p-gtexit_code, stat_addr)
• /Si el valor de retorno es gt 0 vamos a
  end_wait4/
• if (retval)
• goto end_wait4
• retval p-gtpid //asignamos al valor de
  retorno el pid del hijo
• /Se comprueba que el padre sea el padre original
  del proceso/
• if (p-gtp_opptr ! p-gtp_pptr) //si no es asi
• REMOVE_LINKS(p) //eliminamos los enlaces del
  hijo
• p-gtp_pptr p-gtp_opptr //restauramos el
  padre original
• SET_LINKS(p) //restauramos los enlaces
• do_notify_parent(p, SIGCHLD) //notificación
  al padre del cambio

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sys_wait4

• .
• else
• release_task(p) //libera la tabla de tareas
  del hijo
• goto end_wait4
• default //En cualquier otro caso busca el
  siguiente hijo
• continue
• //end switch
• //end for
• while (tsk ! current) //end repeat

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sys_wait4

• /Si existe algún proceso hijo con el pid
  indicado/
• .
• if (flag)
• retval 0
• if (options WNOHANG) /Si WNOHANG activo sale
  directamente/
• goto end_wait4
• /Pone el valor de retorno a -ERESTARTSYS (La
  llamada al sistema
• ha sido interrumpida por una señal no se ha
  leído nada)/
• retval -ERESTARTSYS
• /Si el proceso actual tiene señales pendientes
  por tratar lo saca de la
• cola de espera/
• if (signal_pending(current))
• goto end_wait4

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sys_wait4

• /En caso contrario hace un cambio de contexto/
• schedule()
• /Se repite el proceso desde el principio/
• goto repeat
• /Si no existe ningún proceso hijo, se devuelve
  -ECHILD (El proceso o
• grupo de procesos indicado no existe o no es hijo
  del proceso que
• llamó a la función) /
• retval -ECHILD
• /Se suprime el proceso actual de la cola de
  espera./
• end_wait4
• current-gtstate TASK_RUNNING //pasa a estado
  de ejecución
• remove_wait_queue(current-gtwait_chldexit,wait)
  
• return retval