# issue 4 进程控制函数

news2024/12/23 17:29:20

目录

一、进程控制函数一

二、进程控制函数二

启动进程：（exec系列）

创建新进程：

测试代码：

测试结果：

三、进程控制函数三

结束进程：

测试代码：

测试结果：

四、进程控制函数四

改变进程的流程：（相同颜色请配套食用）

测试代码：

测试结果：

五、进程控制函数五

获取进程状态(组id，组识别码，进程id)

测试代码：

测试结果：

六、进程控制函数六

设置进程状态

测试代码：

测试结果：

七：进程控制函数七

一、进程控制函数一

什么是进程？

进程是操作系统调度的最小单位。注意：线程并不是由操作系统调度的，而是由进程自己调度。

进程有多种状态：运行、休眠、结束、暂停、挂起等，进程下的线程也会是相应的状态。

二、进程控制函数二

启动进程：（exec系列）

<unistd.h>
int execl(const char *path, const char *arg, ...)
int execlp(const char *file, const char *arg, ...)
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char * const envp[])
int execv(const char *path, char *const argv[])
int execvp(const char *file, char *const argv[])
int execve(const char * filename,char * const argv[ ],char * const envp[ ])内核级别调用

其中：

l ：进程执行的参数，以可变参数的形式给出的，这些参数必须以NULL 为最后一个参数

p ：exec（进程函数）会将当前的PATH 作为一个参考环境变量。这意味着你填路径时可以不用填绝对路径，可以填相对路径（const char *path）

e ：进程函数需要用户来设置这个环境变量（char * const envp[]）

v ：进程函数会用参数数组来传递argv，数组的最后一个成员必须是NULL（char *const argv[]）

这里注意：区别于fork，因为exec系列并不是真正的创建一个，而是用一个用户指定的命令把本进程替换掉。

创建新进程：

pid_t fork( void)

返回值：
大于0 的数，此时就是父进程
等于0 的数，此时就是子进程
小于0 的数，表示调用失败
注意：进程数量是有限的1~32768/32767/65535

测试代码：

void lession32() {
	pid_t pid = fork();
	if (pid > 0) {//父进程
		//sleep(1);
		std::cout << "hello,here is parent!\n" << pid << std::endl;
	}
	else {//子进程
		sleep(3);
		execl("/usr/bin/ls", "ls", "-l", NULL);//argv的第一个参数一定要是命令自身
	}
}

测试结果：

我们可以发现：fork()这个函数有点牛逼，会返回两次，先是父进程再是子进程

注意： 谁是你的父进程谁就调用fork  ；fork会返回两次

三、进程控制函数三

结束进程：

以异常方式结束进程：     （并不会触发析构等一系列操作）
void abort(void)
若测试的条件不成立则终止进程：   （断言的方式终止）（当参数为0时终止进程）

#include <assert.h>
void assert(int expression)


正常结束进程：   （可以触发进程结束的调用函数）
void exit(int status)
结束进程执行：   （不可以触发）
void _exit(int status)


设置程序正常结束前调用的函数：
int atexit(void (*func)(void))
设置程序正常结束前调用的函数：
int on_exit(void (* function)(int,void*),void *arg)

测试代码：

#include <assert.h>//断言
void lession33_exit() {
	printf("%s\n", __FUNCTION__);//打印S函数名称
}
void lession33_on_exit(int status,void*p) {
	printf("%s p=%p status=%d \n", __FUNCTION__,p, status);
}
void lession33() {
	pid_t pid = fork();
	if (pid > 0) {
		std::cout << "hello,here is parent!\npid=" << pid << std::endl;
		//abort();
		atexit(lession33_exit);//进程结束时时调用
		exit(0);
	}
	else {//子进程
		
		sleep(3);
		assert(0);//触发断言
		on_exit(lession33_on_exit, (void*)1);//子进程结束时时调用
		_exit(-1);//不会触发on_exit 的调用
		std::cout << "here is son!\r\n";
	}
}

测试结果：

四、进程控制函数四

改变进程的流程：（相同颜色请配套食用）

保存目前堆栈环境：

#include <setjmp.h>
int setjmp(jmp_buf environment)
注意：jmp_buf 存储的是寄存器信息（当跳转的时候进行恢复）(补充解释：cpu，无论是arm还是x86架构，大部分cpu的状态存储在寄存器里面。setjmp会把所有buf保存 ，其中的一个buf：IP（指令指针寄存器），在arm叫PC，x86叫IP。所以不同架构下，数据结构不一样。PC：R0，R16     IP：eax，ebx。IP中存储着CPU要执行的指令的值（地址）。)
保存目前堆栈环境：
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savemask)

这个不仅缓存寄存器，还会缓存上下文
上下文：堆栈、当前寄存器、当前的状态（线程，进程）、下一条指令的位置、栈内存地址

需要再配套struct sigaction食用。具体用法见测试代码


跳转到原先setjmp 保存的堆栈环境：
void longjmp(jmp_buf environment, int value)
改变进程优先顺序：跳转到原先sigsetjmp 保存的堆栈环境
void siglongjmp(sigjmp_buf env, int val)

测试代码实现了一个简单的异常捕获。深入的用法是在逆向中，先setjmp，然后故意触发一些东西，例如崩溃，然后切到中断处理的函数里，进行一些骚操作，然后再恢复。变相实现修改。

测试代码：

#include <setjmp.h>
#include<signal.h>
jmp_buf jmpbuf;   //建议设置成全局变量or静态的，不建议设置成局部的，因为后面longjmp会调用，会跨函数
void test003() {
	//TODO
	longjmp(jmpbuf, 2);
}
void test002() {
	//模拟在test002中发生异常
	longjmp(jmpbuf, 1);    //直接跳转
}
void test001() {
	//TODO
	test002();
}
void signal_deal(int signo) {
	if (signo == SIGSEGV)
		longjmp(jmpbuf, SIGSEGV);
}
void lession34() {
	signal(SIGSEGV/*断错误(如访问了不该访问的内存)*/, signal_deal);   //异常捕获   配合食用
 	struct sigaction act,actold;
	//act.sa_handler = signal_deal;
	sigaction(SIGSEGV, &act, &actold);

	int ret = setjmp(jmpbuf);    //这里setjmp把所有寄存器全部保存了，包括IP寄存器
	if ( ret== 0) {  //这实际上是，C中处理异常的一种机制
		test001();
		*(int*)(NULL) = 0;
	}
	else if (ret == 1) {//错误1的处理和恢复
		std::cout << "error 1\n";
	}
	else if (ret == 2) {//错误2的处理和恢复
		std::cout << "error 2\n";
	}
	else if (ret == SIGSEGV) {//断错误的处理和恢复
		std::cout << "error SIGSEGV\n";
	}
}

测试结果：

五、进程控制函数五

获取进程状态(组id，组识别码，进程id)

pid_t getpgid(pid_t pid)           //取得进程组识别码
pid_t getpgrp(void)                //取得当前进程组识别码
pid_t getpid(void)                 //取得进程识别码
pid_t getppid(void)                //取得父进程的进程识别码   谁派生的我
int getpriority(int which,int who) //取得程序进程执行优先权   优先级可以是负数，越小越牛逼 
                                                     //对于-20的进程，系统优先响应 对于20的进程，系统会先挂起

注意：进程的进程id是进程的唯一标识，进程id是唯一的（取值范围：0-32768 or 65535）

注意：同一个进程，同一时间内，只能被一个进程调试。所以可以通过一个父进程派生一个子进程调试，然后go掉父进程，这样就可以实现反调试。

默认情况下进程id就是组id

测试代码：

#include <sys/resource.h>
void lession35() {
	std::cout << "getpgid某进程组id:" << getpgid(getpid()) << std::endl;
	std::cout << "getpgrp当前进程组id:" << getpgrp() << std::endl;
	std::cout << "getpid当前进程id:" << getpid() << std::endl;
	std::cout << "getppid当前进程的父id:" << getppid() << std::endl;
	std::cout << "getpriorit当前进程优先级" << getpriority(PRIO_PROCESS,getpid()) << std::endl;
	sleep(15);
}

测试结果：

 

六、进程控制函数六

设置进程状态

注意：必须要有足够的权限（启动的有效用户必须要有足够的权限）

int setpgid(pid_t pid,pid_t pgid)            //设置进程组识别码
int setpgrp(void)                            //设置进程组识别码  把组id设置成进程id  如果设置失败返回-1
int setpriority(int which,int who, int prio) //设置程序进程执行优先权 超出用户权限的没法完成  如果设置失败返回-1
int nice(int inc)                            //改变进程优先级 超出用户权限的没法完成

注意：无法修改进程的id，因为进程id是唯一的标识，即便root也不可以

测试代码：

void lession36() {
	std::cout << "--getpgrp当前进程组id:" << getpgrp() << std::endl;
	std::cout<<"setpgid:"<<setpgid(getpid(),1)<<std::endl;
	std::cout << "--getpgrp当前进程组id:" << getpgrp() << std::endl;
	std::cout<<"setpgrp:"<<setpgrp()<<std::endl;
	std::cout << "--getpgrp当前进程组id:" << getpgrp() << std::endl;
	std::cout << "--getpriorit:" << getpriority(PRIO_PROCESS, getpid()) << std::endl;
	std::cout << "改变优先级nice:" << nice(3)<< std::endl;
	std::cout << "--getpriorit:" << getpriority(PRIO_PROCESS, getpid()) << std::endl;
	std::cout << "设置优先级setpriorit:" << setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), -1) << std::endl;
	std::cout << "--getpriorit:" << getpriority(PRIO_PROCESS, getpid()) << std::endl;
}

测试结果：

七：进程控制函数七

<stdlib.h>
int system(char *command)//执行shell 命令
//例如ls -l;
//可以通过这个来进行组合命令，达到类似于批处理的功能

<sys/types.h>
<sys/wait.h>
int wait(int *status)//等待一个状态（子进程的状态） 一般来讲是和fork 配套使用
//当子进程结束的时候会得到一个返回值  并且状态值会被设置,如果status是空指针那么状态值会被丢弃，如果是有效的地址，那么状态值会设置到地址中
//流程上：先调用fork，再调用wait(父进程调用)   fork 开辟一个子进程 在开辟过程中会有一个SIGCHILD的量，意思如果开辟成功则会发送一个信号量过来。那么wait就会等待子进程结束
//因为当子进程销毁时，会向父进程报告（发送SIGCHILD）。如果父进程没有接收到这个报告，则子进程可能被阻塞成为僵尸进程(会占用进程id--pid，会消耗系统资源)
pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options)//等待指定子进程的中断或结束

options:
WNOHANG //非阻塞，非挂起
WUNTRACED //被调试，主要用于反调试
WCONTINUED //发生了信号导致进程暂停  例如：SIGSTOP（进程停止） SIGPAUSE（进程暂停） SIGCONT(恢复) 注意后两个状态自己不可处理，由系统处理

status:
WIFEXITED(status)   //是否退出，一个宏，返回1表示退出，0表示正在运行
WEXITSTATUS(status)  //获取status的具体值

WIFSIGNALED(status)     //是否有信号量过来导致暂停
WTERMSIG(status)        //拿到信号量，是什么一个信号量导致暂停

WIFSTOPPED(status)       //导致停止
WSTOPSIG(status)         //拿到信号，什么信号量导致停止

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