Храмцов П.Б. Открытые системы
Подождите немного. Документ загружается.
161
политики выбора процесса или готового к выполнению потока
управления для перевода как того, так и другого в число активных.
Под политикой планирования понимается набор правил,
используемых для определения порядка выполнения процессов или
потоков управления при достижении некоторой цели.
Политика планирования воздействует на порядок процессов
(потоков управления) по крайней мере в следующих ситуациях:
• когда активный процесс (поток управления) блокируется или
вытесняется;
• когда блокированный процесс (поток управления)
становится готовым к выполнению.
Область планирования размещения – это набор процессоров, по
отношению к которым в какой-то момент времени планируется поток
управления.
Областью планирования конкуренции называется свойство потока
управления, определяющее набор потоков, с которыми он конкурирует
за ресурсы (например, за процессор). В стандарте POSIX-2001
предусмотрены две подобные области – PTHREAD_SCOPE_SYSTEM и
PTHREAD_SCOPE_PROCESS.
Данные выше определения будут поясняться и раскрываться по
мере описания служебных программ и функций, обслуживающих
понятие процесса.
Опрос и изменение атрибутов процессов
Для выдачи информации о процессах служит утилита ps:
ps [-aA] [-defl] [-G список_групп]
[-o формат] ... [-p список_процессов]
[-t список_терминалов]
[-U список_пользователей]
-g список_групп]
[-n список_имен]
[-u список_пользователей]
По умолчанию информация выдается обо всех процессах,
имеющих тот же действующий идентификатор и тот же управляющий
терминал, что и у текущего пользователя. При этом выводятся
идентификатор процесса, имя управляющего терминала, истраченное к
данному моменту процессорное время и имя программы (команды),
выполняемой в рамках процесса. Например, выдача команды ps может
выглядеть так, как показано в листинге 7.1.
PID TTY TIME CMD
1594 ttyS4 00:00:02 sh
1645 ttyS4 00:00:00 sh
1654 ttyS4 00:02:45 rk.20.01
18356 ttyS4 00:00:00 prconecm
18357 ttyS4 00:00:00 sh
18358 ttyS4 00:00:00 ps
162
Листинг 7.1. Возможный результат использования утилиты ps.
Если нужна более подробная информация о более широком наборе
процессов, следует пользоваться опциями. Перечислим наиболее
употребительные из них.
-a
Выдать информацию обо всех процессах, ассоциированных с
терминалами. Заметим, однако, что, во-первых, при получении
информации о процессах контролируются права доступа (например,
пользователю будут видны только порожденные им процессы), а во-
вторых, по стандарту реализация может не включать в выдаваемый
список лидеров сеансов.
-A
Выдать информацию обо всех процессах.
-G список_групп
Выдать информацию о процессах с заданными реальными
идентификаторами групп.
-o формат
Выдать информацию о процессах в заданном формате.
-p список_процессов
Выдать информацию о процессах с заданными идентификаторами.
-t список_терминалов
Выдать информацию о процессах, ассоциированных с заданными
терминалами. Способ задания терминалов зависит от реализации.
Обычно указывается имя специального файла, например, ttyS4, или,
если имя начинается с tty, просто S4.
-U список_пользователей
Выдать информацию о процессах с заданными реальными
идентификаторами пользователей (они могут указываться и в виде
входных имен).
Все перечисленные опции, кроме -o, ведают отбором процессов.
Если задан целый ряд подобных опций, выводится информация обо всех
специфицированных ими процессах.
Опции -o (их в командной строке может быть несколько)
позволяют задать выходной формат информации о процессах.
Указываются выводимые поля и, если нужно, отличные от
подразумеваемых тексты соответствующих им заголовков,
отделяющиеся от имени поля знаком равенства и продолжающиеся до
конца аргумента опции -o.
Перечислим имена полей, которые могут указываться в выходном
формате, и соответствующие им подразумеваемые заголовки.
ruser (RUSER)
Выдавать реальный идентификатор пользователя процесса (в
символьной или числовой форме).
user (USER)
Действующий идентификатор пользователя процесса.
163
rgroup (RGROUP)
Реальный идентификатор группы процесса.
group (GROUP)
Действующий идентификатор группы процесса.
pid (PID)
Идентификатор процесса.
ppid (PPID)
Идентификатор родительского процесса.
pgid (PGID)
Идентификатор группы процессов.
pcpu (%CPU)
Процент процессорного времени, потребляемый процессом.
vsz (VSZ)
Размер процесса в (виртуальной) памяти (в килобайтных блоках).
nice (NI)
Число, используемое как рекомендация системе при планировании
процессов. Меньшие значения соответствуют более приоритетным
процессам.
etime (ELAPSED)
Астрономическое время, прошедшее с момента запуска процесса.
time (TIME)
Процессорное время, потребленное процессом.
tty (TT)
Имя управляющего терминала.
comm (COMMAND)
Имя выполняемой команды (argv [0]).
args (COMMAND)
Выполняемая командная строка.
Например, командная строка, показанная в листинге 7.2, породит
выдачу, фрагмент которой приведен в листинге 7.3
ps -A -o ruser,user,pid,ppid,tty=TTY -o
nice,vsz,args
Листинг 7.2. Пример использования утилиты ps.
RUSER USER PID PPID TTY NI VSZ COMMAND
root root 1 0 ? 0 1372 init [5]
root root 4 1 ? 19 0 [ksoftirqd_CPU0]
root root 555 1 ? 0 1428 syslogd -m 0
root root 560 1 ? 0 1364 klogd -x
rpc rpc 580 1 ? 0 1508 portmap
rpcuser rpcuser 608 1 ? 0 1560 rpc.statd
root root 743 1 ? 0 2620 /usr/sbin/sshd
root root 776 1 ? 0 2200 xinetd -stayalive
-reuse -pidfi
root root 805 1 ? 0 1500 rpc.rquotad
root root 810 1 ? 0 1504 rpc.mountd
164
root root 897 1 ? 0 3236
/usr/libexec/postfix/master
postfix postfix 906 897 ? 0 3384 nqmgr -l -n
qmgr -t fifo -u -c
root root 918 1 ? 0 1400 gpm -t ps/2
-m /dev/mouse
root root 936 1 ? 0 1548 crond
xfs xfs 968 1 ? 0 4432 xfs -droppriv -daemon
nobody nobody 987 1 ? 0 36488 dictd 1.9.7: 0/0
root daemon 1022 1 ? 0 1404 /usr/sbin/atd
root root 1057 1 ? 0 5768 cupsd
root root 1064 1 tty1 0 1344 /sbin/mingetty tty1
root root 1070 1 ttyS2 0 1352 /sbin/agetty -i -L ttyS2 38400
root root 1072 1 ? 0 2300 login -- galat
galat galat 1086 1072 ttyS4 0 2260 -sh
root root 1124 1085 ? 0 16900
/usr/bin/kdm_greet
postfix postfix 1826 897 ? 0 3304 pickup -l
-t fifo -u -c
galat galat 2013 1171 ttyS4 0 1940 /bin/sh -c
ps -A -o user,pid,pp
galat galat 2014 2013 ttyS4 0 2584 ps -A -o
user,pid,ppid,tty=TTY
Листинг 7.3. Фрагмент возможного результата использования
утилиты ps.
Для опроса идентификаторов процесса, родительского процесса и
группы процессов предусмотрены функции getpid() и getppid() getpgrp()
(см. листинг 7.4).
#include <unistd.h>
pid_t getpid (void);
#include <unistd.h>
pid_t getppid (void);
#include <unistd.h>
pid_t getpgrp (void);
Листинг 7.4. getpid(), getppid() и getpgrp().
По стандарту эти функции всегда завершаются успешно, поэтому
ошибочных кодов возврата не предусмотрено.
Для установки идентификатора группы процессов в целях
управления заданиями предназначена функция setpgid() (см. листинг
7.5).
#include <unistd.h>
int setpgid (pid_t pid, pid_t pgid);
Листинг 7.5. Описание функции setpgid().
165
Выполнение функции setpgid() влечет либо присоединение к
существующей группе процессов, либо создание новой группы в рамках
сеанса, в который входит вызывающий процесс. Процесс может
установить идентификатор группы для себя или для порожденного
процесса. Нельзя изменить идентификатор группы процессов лидера
сеанса.
В случае успешного завершения функции setpgid() (результат при
этом равен нулю) идентификатор группы процессов устанавливается
равным pgid для заданного аргументом pid процесса. Если значение pid
равно нулю, установка производится для вызывающего процесса. А если
значение pgid равно нулю, то в качестве идентификатора группы
процессов используется идентификатор процесса, заданного аргументом
pid.
Для создания сеанса и установки идентификатора группы
процессов служит функция setsid() (см. листинг 7.6).
#include <unistd.h>
pid_t setsid (void);
Листинг 7.6. Описание функции setsid().
Если вызывающий процесс не является лидером группы, в
результате выполнения функции setsid() будет создан новый сеанс,
причем вызывающий процесс станет лидером этого сеанса, равно как и
лидером новой группы процессов (без управляющего терминала и без
других процессов в группе и сеансе).
Программа, показанная в листинге 7.7, служит примером
использования (в том числе некорректного) описанных функций.
Возможный результат работы этой программы приведен в листинге 7.8.
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main (void) {
pid_t ppid;
pid_t pgid;
/* Отменим буферизацию стандартного вывода */
setbuf (stdout, NULL);
printf ("Атрибуты текущего процесса: pid: %d,
ppid: %d, pgid: %d\n",
getpid (), ppid = getppid (), pgid =
getpgrp ());
/* Выделимся в новую группу */
if (setpgid (0, 0) != 0) {
perror ("setpgid (0, 0)");
}
printf ("Новая группа текущего процесса: %d\n",
getpgrp ());
/* Попробуем создать новый сеанс */
166
if (setsid () == (pid_t) (-1)) {
perror ("setsid от имени лидера группы");
}
/* Вернемся в прежнюю группу */
if (setpgid (0, pgid) != 0) {
perror ("setpgid (0, pgid)");
}
printf ("Группа текущего процесса после повторной
смены: %d\n", getpgrp ());
/* Повторим попытку создать новый сеанс */
if (setsid () == (pid_t) (-1)) {
perror ("setsid от имени не-лидера группы");
}
printf ("Группа текущего процесса после создания
нового сеанса: %d\n", getpgrp ());
/* Попробуем сменить группу родительского
процесса */
if (setpgid (ppid, 0) != 0) {
perror ("setpgid (ppid, 0)");
}
/* Попробуем установить несуществующий */
/* идентификатор группы процессов */
if (setpgid (0, ppid) != 0) {
perror ("setpgid (0, ppid)");
}
return (0);
}
Листинг 7.7. Пример программы, использующей функции
getpid(), getppid(), getpgrp(), setpgid(), setsid().
Атрибуты текущего процесса: pid: 11726, ppid:
11725, pgid: 1153
Новая группа текущего процесса: 11726
setsid от имени лидера группы: Operation not permitted
Группа текущего процесса после повторной смены:
1153
Группа текущего процесса после создания нового
сеанса: 11726
setpgid (ppid, 0): No such process
setpgid (0, ppid): Operation not permitted
Листинг 7.8. Возможный результат работы программы,
показанной в листинге 7.7.
Опрос реальных и действующих идентификаторов пользователя и
группы вызывающего процесса осуществляется с помощью функций
getuid(), geteuid(), getgid(), getegid() (см. листинг 7.9). Как и getpid(), они
всегда завершаются успешно.
167
#include <unistd.h>
uid_t getuid (void);
#include <unistd.h>
uid_t geteuid (void);
#include <unistd.h>
gid_t getgid (void);
#include <unistd.h>
gid_t getegid (void);
Листинг 7.9. Описание функций getuid(), geteuid(), getgid(),
getegid().
Более сложный интерфейс имеет функция getgroups(),
предназначенная для получения идентификаторов дополнительных
групп вызывающего процесса (см. листинг 7.10). Эти идентификаторы (в
их число может входить и действующий идентификатор группы
процесса) помещаются в массив grouplist.
#include <unistd.h>
int getgroups (int gidsetsize,
gid_t grouplist []);
Листинг 7.10. Описание функции getgroups().
Аргумент gidsetsize задает число элементов в массиве grouplist, а
реальное количество записанных идентификаторов групп возвращается
в виде результата функции. Если в качестве значения gidsetsize задать
нуль, getgroups() выдаст количество дополнительных групп, не
модифицируя массив grouplist.
Переустановить действующий идентификатор пользователя
вызывающего процесса позволяют функции setuid() и seteuid() (см.
листинг 7.11). Операция разрешена, если реальный или сохраненный
ПДП-идентификатор пользователя совпадает со значением аргумента
uid. Помимо этого, обладающие соответствующими привилегиями
процессы с помощью функции setuid() могут установить по значению
uid все три идентификатора пользователя процесса – реальный,
действующий и сохраненный.
#include <unistd.h>
int setuid (uid_t uid);
#include <unistd.h>
int seteuid (uid_t uid);
Листинг 7.11. Описание функций setuid() и seteuid().
Для непривилегированных процессов по соображениям
мобильности рекомендуется использование функции seteuid().
Аналогичные функции для переустановки идентификаторов
группы процесса показаны в листинге 7.12.
168
#include <unistd.h>
int setgid (gid_t gid);
#include <unistd.h>
int setegid (gid_t gid);
Листинг 7.12. Описание функций setgid() и setegid().
Отметим, что функция для изменения списка дополнительных
групп setgroups() относится к числу привилегированных и,
следовательно, остается за рамками стандарта POSIX.
Проиллюстрируем использование описанных функций с помощью
программы, показанной в листинге 7.13.
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main (void) {
uid_t uid;
int nsupgroups;
gid_t *supgroupslist;
int i;
/* Отменим буферизацию стандартного вывода */
setbuf (stdout, NULL);
printf ("Идентификаторы пользователя текущего
процесса:\n" " реальный: %d, действующий:
%d\n", uid = getuid (), geteuid ());
printf ("Идентификаторы группы текущего
процесса:\n" " реальный: %d, действующий:
%d\n", getgid (), getegid ());
printf ("Количество дополнительных групп
текущего процесса: %d\n",
nsupgroups = getgroups (0, supgroupslist));
if (nsupgroups > 0) {
if ((supgroupslist = (gid_t *) malloc
(nsupgroups * sizeof (gid_t))) == NULL) {
perror ("MALLOC");
} else if (getgroups (nsupgroups,
supgroupslist) == (-1)) {
perror ("GETGROUPS");
} else {
/* Выдадим идентификаторы дополнительных */
/* групп процесса */
printf ("Идентификаторы дополнительных групп
текущего процесса:\n");
for (i = 0; i < nsupgroups; i++) {
169
printf (" %d", supgroupslist [i]);
}
printf ("\n");
}
}
/* Попробуем переустановить идентификатор */
/* пользователя процесса */
if (setuid ((uid_t) 1) != 0) {
perror ("setuid (1)");
}
printf ("Идентификаторы пользователя текущего
процесса после первой смены:\n"
" реальный: %d, действующий: %d\n",
getuid (), geteuid ());
/* Попробуем вернуть прежний идентификатор */
/* пользователя процесса */
if (setuid (uid) != 0) {
perror ("setuid (uid)");
}
printf ("Идентификаторы пользователя текущего
процесса после второй смены:\n"
" реальный: %d, действующий: %d\n",
getuid (), geteuid ());
/* Попробуем сменить действующий идентификатор */
/* с помощью функции seteuid() */
if (seteuid ((uid_t) 1) != 0) {
perror ("seteuid (1)");
}
printf ("Идентификаторы пользователя текущего
процесса после третьей смены:\n"
" реальный: %d, действующий: %d\n",
getuid (), geteuid ());
return (0);
}
Листинг 7.13. Пример использования функций опроса и
изменения идентификаторов пользователя процесса.
Если эту программу запустить от имени обычного пользователя,
результат может выглядеть так, как показано в листинге 7.14.
Идентификаторы пользователя текущего процесса:
реальный: 108, действующий: 108
Идентификаторы группы текущего процесса:
реальный: 3, действующий: 3
Количество дополнительных групп текущего процесса: 1
Идентификаторы дополнительных групп текущего процесса: 3
setuid (1): Operation not permitted
170
Идентификаторы пользователя текущего процесса после первой
смены:
реальный: 108, действующий: 108
Идентификаторы пользователя текущего процесса после второй
смены:
реальный: 108, действующий: 108
seteuid (1): Operation not permitted
Идентификаторы пользователя текущего процесса после третьей
смены:
реальный: 108, действующий: 108
Листинг 7.14. Возможный результат работы программы,
показанной в листинге 7.13 и запущенной от имени обычного
пользователя.
После запуска той же программы от имени суперпользователя
может получиться результат, показанный в листинге 7.15.
Идентификаторы пользователя текущего процесса:
реальный: 0, действующий: 0
Идентификаторы группы текущего процесса:
реальный: 0, действующий: 0
Количество дополнительных групп текущего процесса: 7
Идентификаторы дополнительных групп текущего процесса:
0 1 2 3 4 6 10
Идентификаторы пользователя текущего процесса после первой
смены:
реальный: 1, действующий: 1
setuid (uid): Operation not permitted
Идентификаторы пользователя текущего процесса после второй
смены:
реальный: 1, действующий: 1
Идентификаторы пользователя текущего процесса после третьей
смены:
реальный: 1, действующий: 1
Листинг 7.15. Возможный результат работы программы,
показанной в листинге 7.13 и запущенной от имени
суперпользователя.
Утерять статус суперпользователя легко, а вернуть трудно...
Наконец, сделаем владельцем выполнимого файла
рассматриваемой программы пользователя с идентификатором 1, то же
проделаем с владеющей группой, взведем в режиме этого файла биты
ПДИП и ПДИГ(на ОС Linux можно воспользоваться командой chmod
ug+s) и вновь запустим его от имени обычного пользователя (см.
листинг 7.16).
Идентификаторы пользователя текущего процесса:
реальный: 108, действующий: 1
Идентификаторы группы текущего процесса: