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execのpid/tid/sid/pgid


execでコマンドを実行すると、実行元タスクがスレッドなら、プロセスID等は実行元タスクのグループリーダ(通常は親プロセス)のプロセスID等に更新されます。

検証サンプル

#define _GNU_SOURCE
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>

void    get_pid(char *);

static int      childFunc(void *arg)
{
    get_pid("clone");
    execl("./show_pid", "./exe_pid", NULL);
    eturn 0;
}

#define STACK_SIZE (1024 * 1024)

int     main(int argc, char *argv[])
{
    char *stack;
    char *stackTop;
    pid_t pid;

    stack = malloc(STACK_SIZE);
    stackTop = stack + STACK_SIZE;

    if(argc == 2) {
        get_pid("thread parent");
        pid = clone(childFunc, stackTop, CLONE_THREAD | CLONE_SIGHAND | CLONE_VM, NULL);
    }
    else {
        get_pid("parent");
        pid = clone(childFunc, stackTop,  0, NULL);
    }
    sleep(1);
    waitpid(pid, NULL, 0);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

void    get_pid(char* p)
{
    printf("%-20s: pid=%d, tid=%d, sid=%d gid=%d\n",
        p,
        syscall(SYS_getpid),
        syscall(SYS_gettid),
        syscall(SYS_getsid, 0),
        syscall(SYS_getpgid, 0));
}
show_pid.c
#include <stdio.h>
#include <sys/syscall.h>

void    main()
{
        printf("%-20s: pid=%d, tid=%d, sid=%d gid=%d\n",
       "exe cmd",
        syscall(SYS_getpid),
        syscall(SYS_gettid),
        syscall(SYS_getsid, 0),
        syscall(SYS_getpgid, 0));
}

結果

スレッドグループリーダのプロセス(pid=tid)なら、cloneプロセスのidとなり、cloneタスクと差し替えます。
[root@localhost test]# ./a.out
parent              : pid=12069, tid=12069, sid=11772 gid=12069
clone               : pid=12070, tid=12070, sid=11772 gid=12069
exe cmd             : pid=12070, tid=12070, sid=11772 gid=12069
スレッド(pid != tid)なら、スレッドの親プロセスのidとなり、thread parentと差し替えます。(呼び出し元スレッドのcloneはkillされます。)
[root@localhost test]# ./a.out thread
thread parent       : pid=12072, tid=12072, sid=11772 gid=12072
clone               : pid=12072, tid=12073, sid=11772 gid=12072
exe cmd             : pid=12072, tid=12072, sid=11772 gid=12072
execlは、struct linux_binfmtの.load_shlibコールバックからflush_old_exec()がコールされ、該当するタスクと差し替えます。その時、de_thread()で差替えられるプロセスの処理と、差替えるプロセスのIDが設定されます。
static struct linux_binfmt elf_format = {
       .module         = THIS_MODULE,
       .load_binary    = load_elf_binary,
       .load_shlib     = load_elf_library,
       .core_dump      = elf_core_dump,
       .min_coredump   = ELF_EXEC_PAGESIZE,
};
tskは差替えられるタスクです。thread_group_empty(tsk)は子スレッドを有しているかチェックします。子スレッド有しているなら、そのスレッド削除します。子のプロセスは親とリソースは独立しているため問題ありません。

子プロセスのスレッド有無のチェックは、thread_group_empty(tsk)で行います。tskがスレッドでもthread_group_empty(tsk)はFALSEとなります。従ってgoto no_thread_groupはスレッドを有しないプロセスのみです。

存在する子スレッドを削除し、if (!thread_group_leader(tsk))で、tskがスレッドの場合の処理となります。

スレッドの場合、leader = tsk->group_leaderは親プロセスです。tsk->group_leader = tskでexecはスレッドグループリーダとなり、親プロセスIDをexecのtskのPIDTYPE_PIDとし、親プロセスのpid/tidと同値となり、transfer_pid()は、スレッドリストのヘッドのleaderをtskに差し替えることで、スレッドのtask_structがスレッドグループリーダとなります。

親だったプロセスは、exeのスレッドと名実ともに入れ替わり、leader->exit_state = EXIT_DEAD/release_task(leader)で親のリソースは解放されます。
static int de_thread(struct task_struct *tsk)
{
       struct signal_struct *sig = tsk->signal;
       struct sighand_struct *oldsighand = tsk->sighand;
       spinlock_t *lock = &oldsighand->siglock;

       if (thread_group_empty(tsk))
               goto no_thread_group;

       spin_lock_irq(lock);
       if (signal_group_exit(sig)) {
               spin_unlock_irq(lock);
               return -EAGAIN;
       }

       sig->group_exit_task = tsk;
       sig->notify_count = zap_other_threads(tsk);
       if (!thread_group_leader(tsk))
               sig->notify_count--;

       while (sig->notify_count) {
               __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
               spin_unlock_irq(lock);
               schedule();
               spin_lock_irq(lock);
       }
       spin_unlock_irq(lock);

       if (!thread_group_leader(tsk)) {
               struct task_struct *leader = tsk->group_leader;

               sig->notify_count = -1; /* for exit_notify() */
               for (;;) {
                       write_lock_irq(&tasklist_lock);
                       if (likely(leader->exit_state))
                               break;
                       __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
                       write_unlock_irq(&tasklist_lock);
                       schedule();
               }

               tsk->start_time = leader->start_time;

               BUG_ON(!same_thread_group(leader, tsk));
               BUG_ON(has_group_leader_pid(tsk));

               detach_pid(tsk, PIDTYPE_PID);
               tsk->pid = leader->pid;
               attach_pid(tsk, PIDTYPE_PID,  task_pid(leader));
               transfer_pid(leader, tsk, PIDTYPE_PGID);
               transfer_pid(leader, tsk, PIDTYPE_SID);

               list_replace_rcu(&leader->tasks, &tsk->tasks);
               list_replace_init(&leader->sibling, &tsk->sibling);

               tsk->group_leader = tsk;
               leader->group_leader = tsk;

               tsk->exit_signal = SIGCHLD;
               leader->exit_signal = -1;

               BUG_ON(leader->exit_state != EXIT_ZOMBIE);
               leader->exit_state = EXIT_DEAD;

               if (unlikely(leader->ptrace))
                       __wake_up_parent(leader, leader->parent);
               write_unlock_irq(&tasklist_lock);

               release_task(leader);
       }
       sig->group_exit_task = NULL;
       sig->notify_count = 0;

no_thread_group:
       tsk->exit_signal = SIGCHLD;

       if (current->mm)
               setmax_mm_hiwater_rss(&sig->maxrss, current->mm);

       exit_itimers(sig);
       flush_itimer_signals();

       if (atomic_read(&oldsighand->count) != 1) {
               struct sighand_struct *newsighand;

               newsighand = kmem_cache_alloc(sighand_cachep, GFP_KERNEL);
               if (!newsighand)
                       return -ENOMEM;

               atomic_set(&newsighand->count, 1);
               memcpy(newsighand->action, oldsighand->action,
                      sizeof(newsighand->action));

               write_lock_irq(&tasklist_lock);
               spin_lock(&oldsighand->siglock);
               rcu_assign_pointer(tsk->sighand, newsighand);
               spin_unlock(&oldsighand->siglock);
               write_unlock_irq(&tasklist_lock);

               __cleanup_sighand(oldsighand);
       }

       BUG_ON(!thread_group_leader(tsk));
       return 0;
}
copy_process()で、スレッドはグループリーダの親のthread_groupをヘッダーとするリストに必ず登録され、初期値であるlist->next = listは、スレッドならlist->next != listです。従ってthread_group_empty()はFALSEとなります。
copy_process()
{
 :
       INIT_LIST_HEAD(&p->thread_group);
 :
       if (clone_flags & CLONE_THREAD) {
               current->signal->nr_threads++;
               atomic_inc(&current->signal->live);
               atomic_inc(&current->signal->sigcnt);
               p->group_leader = current->group_leader;
               list_add_tail_rcu(&p->thread_group, &p->group_leader->thread_group);
       }
 :
}

static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
{
       list->next = list;
       list->prev = list;
}

static inline int thread_group_empty(struct task_struct *p)
{
       return list_empty(&p->thread_group);
}

static inline int list_empty(const struct list_head *head)
{
       return head->next == head;
}

追記

プロセス/スレッド関係なく、親のPIDTYPE_PGID/PIDTYPE_SIDも継承しており、従ってシェルは、fork()したプロセスのPIDTYPE_PGIDをPIDTYPE_PIDで更新後、execする事でグループリーダとする実装と言えそうです。


最終更新 2015/06/18 22:48:09 - north
(2015/06/18 17:18:43 作成)