作用和會話期程序組第五十四期程序的結束

在之間的章節我們了解了程序的建立和執行，在程序執行完畢或者發生一些意料之外的事之後難免會被結束，因此linux提供了exit()的系統呼叫來完成程序結束以及釋放占用資源的功能。其中有兩種系統呼叫能用來完成結束程序或者執行緒的功能。

sys_exit()可以用來結束單個程序或執行緒，sys_exit_group()可以用來結束乙個執行緒組，均需要傳入乙個錯誤碼（error_code）來執行。宣告如下：(路徑：/kernel-4.19/includelinuxsyscalls.h)

asmlinkage long sys_exit(int error_code);
asmlinkage long sys_exit_group(int error_code);

實現如下：(路徑：/kernel-4.19/kernel/exit.c)

syscall_define1(exit, int, error_code)
...syscall_define1(exit_group, int, error_code)

從以上可以看出，系統呼叫sys_exit()是呼叫了do_exit()函式，系統呼叫sys_exit_group()是呼叫了do_group_exit()函式。

接下來再分別看看do_exit()以及do_group_exit()函式的實現過程。

do_exit()的作用是結束當前的程序，部分**如下[1]：（路徑：/kernel-4.19/kernel/exit.c）

void __noreturn do_exit(long code)
//如果此pf_exiting標識未被設定, 則通過exit_signals來設定
exit_signals(tsk); /* sets pf_exiting */
/*記憶體屏障，用於確保在它之後的操作開始執行之前，它之前的操作已經完成*/
smp_mb();
/* 一直等待，直到獲得current->pi_lock自旋鎖 */
raw_spin_lock_irq(&tsk->pi_lock);
raw_spin_unlock_irq(&tsk->pi_lock);
.../* 釋放線性區描述符和頁表 */
exit_mm();
/* 輸出程序審計資訊 */
if (group_dead)
acct_process();
trace_sched_process_exit(tsk);
/* 釋放使用者空間的「訊號量」 */
exit_sem(tsk);
/* 釋放鎖 */
exit_shm(tsk);
/* 釋放檔案物件相關資源 */
exit_files(tsk);
exit_fs(tsk);
/* 脫離控制終端 */
if (group_dead)
disassociate_ctty(1);
/* 釋放命名空間 */
exit_task_namespaces(tsk);
exit_task_work(tsk);
/* 釋放task_struct中的thread_struct結構 */
.../* 更新所有子程序的父程序 */
exit_notify(tsk, group_dead);
/* 程序事件聯結器（通過它來報告程序fork、exec、exit以及程序使用者id與組id的變化） */
proc_exit_connector(tsk);
mpol_put_task_policy(tsk);
.../* 釋放struct io_context結構體所占用的記憶體 */
if (tsk->io_context)
exit_io_context(tsk);
/* 釋放與程序描述符splice_pipe欄位相關的資源 */
if (tsk->splice_pipe)
free_pipe_info(tsk->splice_pipe);
.../* 檢查有多少未使用的程序核心棧 */
check_stack_usage();
...do_task_dead();
}

在最後的do_task_dead()中呼叫了__schedule()切換到了其他就緒程序，至此該程序在作業系統中的生命週期就完全結束了。

我們如果了解linux的執行緒實現機制的話，會知道所有的執行緒是屬於乙個執行緒組的。即使不是執行緒, linux也允許多個程序組成程序組，多個程序組組成乙個會話，因此我們了解到不管是多執行緒還是程序組，其本質都是多個程序組成的乙個集合，那麼我們的應用程式在退出的時候，自然希望一次性的退出組內所有的程序，do_group_exit()也就應運而生了[2]。

do_group_exit()函式將會殺死屬於當前執行緒組的所有執行緒，它具體執行的是下述操作[2]：

檢查當前程序的signal＿group_exit標誌是否不為0，如果不為0，說明核心已經開始為線性組執行退出的過程。在這種情況下，就把存放在current->signal->group_exit_code的值當作退出碼，然後跳轉到第4步。

否則，設定程序的signal＿group_exit標誌並把終止代號放到current->signal->group_exit_code字段。

呼叫zap_other_threads()函式殺死current執行緒組中的其它程序。為了完成這個步驟，函式掃瞄與current->tgid對應的pidtype＿tgid型別的雜湊表中的pid鍊錶，向表中所有不同於current的程序傳送sigkill訊號，所有這樣的程序都將執行do_exit()函式，從而被結束。

呼叫do_exit()函式，把程序的終止**傳遞給它。正如我們將在之前看到的，do_exit()結束程序而且不再返回。

do_group_exit()的部分**如下：（路徑：/kernel-4.19/kernel/exit.c）

void do_group_exit(int exit_code)
spin_unlock_irq(&sighand->siglock);
}/* 呼叫do_exit() */
do_exit(exit_code);
}

在上述的函式中，清除了當前程序所占用或者與它相關的資料結構，最後執行的一步都將是schedule()函式，在這個函式中就將跳轉到其他的程序。由於當前程序的各種相關的資料結構都不再存在，因此永遠也不會再跳轉到這個程序來執行，也就是程序被永遠宣告了死亡。

在本章我們了解了程序結束的過程，分別學習了do_exit()和do_group_exit()函式，簡而言之，他們的作用都是清除關於程序或程序組所佔據的資源並開啟排程。關於程序的生命週期（建立、執行、結束）的講解到這裡就告一段落，在下一章我們將開始對程序位址空間的學習。

參考：

[1]

[3]《深入linux核心架構》

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