Linux如何以暫停狀態(tài)啟動(dòng)新進(jìn)程

引言

上星期新加一好友，在好友的朋友圈動(dòng)態(tài)里看到一張聊天截圖，是署名為“閱碼場(chǎng)”的Linux內(nèi)核技術(shù)交流群， 群友提問(wèn)：

“請(qǐng)教一個(gè)Bash的問(wèn)題：有沒(méi)有什么辦法讓一個(gè)新開(kāi)的進(jìn)程，一開(kāi)始就處于暫停狀態(tài)，直到我輸入fg?”

巧了，上星期我在嘗試使用ftrace根據(jù)進(jìn)程號(hào)(PID)過(guò)濾、跟蹤內(nèi)核執(zhí)行過(guò)程時(shí)，迫切需要一個(gè) 進(jìn)程啟動(dòng)后處于暫停狀態(tài) ,與這位群友一樣，也是滿(mǎn)世界尋找Bash是否有內(nèi)置類(lèi)似該功能，為什么我需要它呢?

倘若一個(gè)應(yīng)用程序是死循環(huán)，或者執(zhí)行時(shí)間相對(duì)較舊，哪怕只執(zhí)行1秒，我Left Golden Finger完全可以輸入 “Ctrl+Z” 暫停它，借助pidof獲取進(jìn)程的PID號(hào)，將其填入set_ftrace_pid僅過(guò)濾該進(jìn)程信息，輸入 “fg” 恢復(fù)進(jìn)程執(zhí)行。

再看另一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，若某個(gè)進(jìn)程執(zhí)行耗時(shí)很短呢?例如“echo”命令轉(zhuǎn)瞬即逝，完全沒(méi)有反應(yīng)的機(jī)會(huì)。

再舉例，倘若我就想抓取從應(yīng)用程序開(kāi)始執(zhí)行到“Ctrl+Z”之間幾百毫秒的內(nèi)核執(zhí)行過(guò)程，我又該怎么?

“拿到源碼重新編譯，在main函數(shù)開(kāi)始時(shí)添加足夠的延時(shí)?！鳖^上長(zhǎng)尖角的小人說(shuō)。

“耍流氓!無(wú)恥!偷換概念!”頭上另一個(gè)長(zhǎng)翅膀小人指責(zé)。

好吧，別辯論了，回歸正題。

既然群友都和我一樣沒(méi)能找到Bash內(nèi)置實(shí)現(xiàn)，再怎么說(shuō)“閱碼場(chǎng)”聊天群也是人類(lèi)高質(zhì)量碼農(nóng)的聚集地，我相信他也不是伸手黨。那么是時(shí)候造車(chē)子了，寫(xiě)幾行代碼實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，沒(méi)騙你，真幾行，發(fā)個(gè)信號(hào)而已。

怎么做

先貼代碼再解釋。

首先要了解系統(tǒng)快捷鍵Ctrl+Z以及命令fg本質(zhì)是做了什么，Ctrl+Z是向前端應(yīng)用發(fā)送 SIGSTOP信號(hào) ，fg恢復(fù)最近一個(gè)被暫停的應(yīng)用發(fā)送 SIGCONT信號(hào) ，并放到前臺(tái)來(lái)執(zhí)行。

SIGSTOP對(duì)應(yīng)信號(hào)19、SIGCONT對(duì)應(yīng)信號(hào)18，正如代碼23行和31行所做的那樣。你不相信，那就用API signal()去截獲這兩個(gè)信號(hào)的處理函數(shù)。

既然是信號(hào)觸發(fā)，那就能用kill命令去替代Ctrl+Z和fg動(dòng)作:

kill -19

kill -18

命令輸入 “kill -l” 可查閱到所有信號(hào)。

寫(xiě)個(gè)測(cè)試程序

寫(xiě)另外一個(gè)測(cè)試程序child.c，僅打印進(jìn)程的PID號(hào)，以及調(diào)試主進(jìn)程是否能成功傳遞參數(shù)給子進(jìn)程。

文稿貼的兩張圖是測(cè)試的方法，主進(jìn)程傳遞給子進(jìn)程3個(gè)參數(shù)“aa bb cc”，剛啟動(dòng)后子進(jìn)程被信號(hào)暫停(T)，左側(cè)輸入回車(chē)后子進(jìn)程得以運(yùn)行(S)。

使用新輪子

恩，輪子造好了，看看它的效果怎么樣，用它協(xié)助ftrace抓取echo的執(zhí)行。

思考

現(xiàn)在左邊窗口輸入./master.elf echo abcdefg，切換到右側(cè)窗口輸入腳本ftrace-pid.sh，這個(gè)腳本將抓取1秒的數(shù)據(jù)，再切換到左側(cè)窗口按Enter鍵。打開(kāi)trace文件/tmp/a.txt，怎么樣了，echo命令的執(zhí)行信息被抓取下來(lái)了。

實(shí)驗(yàn)里用到的ftrace-pid.sh腳本我把他的源碼貼在下面。

思考

我在使用kill發(fā)送信號(hào)時(shí)有個(gè)疑問(wèn)，既然應(yīng)用程序收到SIGSTOP信號(hào)后就處于停止?fàn)顟B(tài)，既然停止了，為什么還能處理之后的SIGCONT信號(hào)呢?之前是進(jìn)程可運(yùn)行，才能被調(diào)度、能處理信號(hào)，很好理解。之后進(jìn)程都停止了，又怎么能處理SIGCONT信號(hào)恢復(fù)執(zhí)行呢?你能夠用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左下角“開(kāi)始”菜單關(guān)閉計(jì)算機(jī)，卻無(wú)法繼續(xù)用鼠標(biāo)使其開(kāi)機(jī)。所以我猜測(cè)信號(hào)處理首先是由于調(diào)度器處理的。

第二個(gè)擴(kuò)展問(wèn)題，gdb調(diào)試應(yīng)用程序是可以暫停應(yīng)用程序執(zhí)行的，它使用的是ptrace。你能否寫(xiě)一個(gè)應(yīng)用程序，它利用ptrace原理去暫停子進(jìn)程執(zhí)行。我說(shuō)的暫停位置可不是main，甚至在main之前。應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí) “第一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用是什么?” 嘗試找到它，并截獲。

原文標(biāo)題：僅40行代碼，Linux如何以暫停狀態(tài)啟動(dòng)新進(jìn)程，當(dāng)然是發(fā)送信號(hào)呀

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審核編輯：湯梓紅