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3 분 소요

Linux Lecture Practice 07 PROCESS

Introduction

이번 실습에서는 프로세스 조작하기 실습과 셸의 대해 알아보겠습니다.

getpid(), getppid()

  • pid_t pid = getpid() getppid()
    • pid_t는 프로세스 번호를 지칭(사실 int 값)
    • getpid() : 현재 프로세스의 번호를 가져옴
    • getppid() : 부모 프로세스의 번호를 가져옴

getpid(), getppid() 실습 (getpid.c 작성)

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid, ppid;
    pid = getpid();
    ppid = getppid();
    printf("PID : %d, PPID : %d\n", pid, ppid);
    return 0;
}

getpid(), getppid() 실습

그림01

bash가 getpid의 부모 프로세스

fork()

  • pid_t pid = fork()
    • 프로세스 이미지를 복제
    • 복제 당시의 프로세스 이미지는 같음
    • 리턴 값
      • 부모 프로세스 : 자식 프로세스 ID(> 0)
      • 자식 프로세스 : 0
      • 오류 : -1

fork() 실습 (fork.c 작성)

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid;
    printf("Calling fork()\n");
    pid = fork();
    if(pid > 0)
      printf("Parent PIDs : %d, %d, %d\n", pid, getpid(), getppid());
    else if(pid == 0)
      printf("Child PIDs : %d, %d, %d\n", pid, getpid(), getppid());
    else
      printf("fork() error.\n");
    return 0;
}

그림02

exec() 계열

exec() 계열 (1/4)

  • execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[])
    • filename : 실행할 파일의 이름 (프로세스)
    • argv : 실행할 파일의 인자 값
    • envp : 프로세스에서 사용할 환경 변수
    • 오류가 생기면 반환 값이 있음
      • 실행이 완료되면 반환 값이 없음 (이미지 자체가 변경)

exec() 계열 (2/4)

  • execl(path, arg0, arg1, …)
  • execv(path, argv[])
  • execle(path, arg0, arg1, …, envp[])
  • execve(path, argv[], envp[])
  • execlp(file, arg0, arg1, …)
  • execvp(file, argv[])

exec() 계열 (3/4)

  • 인자를 여러 개의 변수로 받는 경우
    • execl(path, arg0, arg1, …)
    • execle(path, arg0, arg1, …, envp[])
    • execlp(file, arg0, arg1, …)
  • 인자를 하나의 벡터로 받는 경우
    • execv(path, argv[])
    • execve(path, argv[], envp[])
    • execvp(file, argv[])
  • 마지막 인자는 반드시 NULL로 끝내야 함

exec() 계열 (4/4)

  • 환경변수를 따로 받는 경우
    • execle(path, arg0, arg1, …, envp[])
    • execve(path, argv[], envp[])
  • PATH 변수를 자동으로 검색하는 경우
    • execlp(file, arg0, arg1, …)
    • execvp(file, argv[])
    • ‘/’ 기호가 없으면 PATH를 통해 파일을 검색
    • PATH의 기본 값은 ‘/bin:/usr/bin’

exec() 계열 실습 (exec.c 작성)

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid;
    if(argc > 1)
    {
        pid = fork();
        if(pid == 0)
        {
            execl(argv[0], argv[0], NULL);
            perror("execl() failed.\n");
        }
        else
        {
            printf("%s is running as parent.\n", argv[0]);
            return 0;
        }
    }
    else
        printf("%s is running alone.\n", argv[0]);
    return 0;
}

그림03

sleep(), wait(), waitpid()

sleep(), wait(), waitpid() (1/2)

  • sleep(int seconds)
    • <unistd.h>
    • 지정된 시간(초 단위)만큼 일시 정지
  • wait(int* status)
    • <sys/wait.h>
    • 임의의 자식 프로세스가 종료되기를 기다림
    • 반환 값은 먼저 종료된 자식 프로세스의 ID
    • 상태 값은 자식 프로세스의 반환 값

sleep(), wait(), waitpid() (2/2)

  • waitpid(pid_t child, int* status, int options)
    • <sys/types.h>, <sys/wait.h>
    • child로 지정된 프로세스가 종료되기를 기다림
      • -1 : 임의의 자식 프로세스
      • 0 : 프로세스 그룹이 같은 자식 프로세스
      • > 0 : 프로세스 ID가 같은 자식 프로세스
      • < -1 : 프로세스 그룹이 절댓값과 같은 자식 프로세스

sleep(), wait() 실습 (wait.c 작성)

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid == 0) {
        sleep(10); // sleep for 10 sec.
    }
    else {
        printf("Child PID : %d\n", pid);
        pid = wait(NULL);
        printf("Child Waited : %d\n", pid);
    }
    return 0;
}

그림04

고아 프로세스와 좀비 프로세스

고아 프로세스(Orphan Process)

  • 부모 프로세스가 먼저 종료
  • init(1) 프로세스가 자동으로 프로세스를 ‘입양’
  • 데몬(daemon) 등의 동작을 가능케 함

데몬(daemon)
사용자가 직접적으로 제어하지 않고,
백그라운드에서 돌면서 여러 작업을 하는 프로그램
(부모 프로세스가 PID 1(init)이고 제어하는 terminal이 없을 때,
그 프로세스를 daemon이라 한다)

좀비 프로세스(Zombie Process)

  • 자식 프로세스가 먼저 종료
  • 부모 프로세스는 자식 프로세스의 종료 여부를 확인하지 못함
  • 자식 프로세스의 이미지가 회수되지 못함 (좀비 상태)

고아 프로세스 실습 (orphan.c 작성)

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid == 0)
      sleep(60);
    else
      printf("Child will terminate in 60 secs.\n");
    return 0;
}

그림05

orphan 프로세스는 아직 살아 있음

그림06

init(1) 프로세스가 orphan 프로세스를 입양하였다.
(프로세스는 60초 후 자동 종료)

Option

그림07 orphan process를 입양하는 process의 PID가 1이 아니다?

Who is 963?

그림08

좀비 프로세스 실습 (zombie.c 작성)

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid != 0) // Parent
      sleep(5);
    else // Child or error
      printf("Child becomes zombie for 5 secs. \n");
    return 0;
}

좀비 프로세스 실습

그림09

셸(Shell)?

  • 입력하는 명령을 해석하여 수행시키는 프로그램

  • 로그인을 할 때마다 반드시 셸로 진입

  • 셸의 종류
    • Bourne Shell (sh), Bourne Again Shell (bash) : $
    • C Shell (csh) : %
    • KornShell (ksh) : $

셸의 기본 처리 과정

  1. 사용자의 입력을 받는다.
  2. exec()에 적합한 형태로 사용자 입력을 재구성한다.
  3. fork()를 통해 처리할 프로세스를 생성한다.
  4. exec()를 통해 자식 프로세스를 수행한다.
  5. wait()를 통해 부모 프로세스가 대기한다.
  • 위의 과정을 로그아웃 까지 반복 수행

마무리

이상으로 이번 실습을 마치겠습니다.
열심히 따라와 주셔서 감사합니다!

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참고