在前面的章節(jié)我們了解到，進(jìn)程之間是有關(guān)聯(lián)的：

• 每個進(jìn)程都有一個父進(jìn)程；
• 子進(jìn)程退出時，父進(jìn)程可以感知并且獲取子進(jìn)程的退出狀態(tài)。

本章我們將了解：

• 進(jìn)程組的更多細(xì)節(jié)；
• sessions的內(nèi)容；
• login shell和我們從login shell啟動的進(jìn)程之間的關(guān)系。

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?BSD終端的登錄程序在過去35年都沒有改變。

1. 系統(tǒng)管理員（the system adminstrator）創(chuàng)建一個文件 /etc/ttys，每一個登錄終端都在該文件占一行，改行包含登錄終端名，其他的參數(shù)則會傳遞給getty函數(shù)。
2. 其中一個參數(shù)是終端的傳輸波特率（baud rate）。
3. 當(dāng)系統(tǒng)引導(dǎo)完成，內(nèi)核創(chuàng)建init進(jìn)程，進(jìn)程ID為1。init進(jìn)程負(fù)責(zé)引導(dǎo)系統(tǒng)啟動。
4. init進(jìn)程讀取文件/etc/ttys，并為每一個登錄設(shè)備fork一個進(jìn)程，然后執(zhí)行exec運(yùn)行g(shù)etty程序。

?上面的流程如下圖所示：

由init進(jìn)程fork創(chuàng)建的進(jìn)程的real user ID為0，effective user ID為0，并且他們都有超級用戶權(quán)限。

程序getty的職責(zé)：為終端設(shè)備調(diào)用open函數(shù)，一旦設(shè)備被打開，文件描述符0，1，2被設(shè)置給該設(shè)備。然后getty輸出一些提示符，等待我們輸入用戶名。當(dāng)我們輸入用戶名后，getty的工作就完成了，然后通過調(diào)用exec函數(shù)執(zhí)行登錄函數(shù)，如下。

execle(“/bin/login”, “l(fā)ogin”, “-p”, username, (char *)0, envp);

增加了login程序后，流程如下圖所示：

上圖中fork出來的進(jìn)程都有超級用戶權(quán)限，因?yàn)樗麄兌际菑膇nit進(jìn)程fork出來，而init進(jìn)程有超級用戶權(quán)限。

下面的進(jìn)程的進(jìn)程ID都是相同的，因?yàn)閑xec函數(shù)不改變進(jìn)程的ID，并且他們的父進(jìn)程的ID都是1。

現(xiàn)在登錄程序轉(zhuǎn)到login程序執(zhí)行，login程序會做下面的事情：

1. 根據(jù)我們輸入的用戶名，調(diào)用函數(shù)getpwnam獲取用戶名對應(yīng)的密碼；
2. 調(diào)用函數(shù)getpass打印提示符 PassWord: ，等待讀取我們輸入的密碼；
3. 對我們輸入的密碼進(jìn)行加密，將加密后的密碼和從系統(tǒng)密碼文件獲取的密碼進(jìn)行對比，如果密碼不同，則login程序調(diào)用exit函數(shù)退出，并返回退出狀態(tài)1。init進(jìn)程得到1的進(jìn)程終止?fàn)顟B(tài)，則會再次執(zhí)行fork進(jìn)行登錄重試。

如果我們正確登錄，則login程序會繼續(xù)做下面的事情：

1. 當(dāng)前工作目錄切換到我們的主目錄（chdir）；
2. 改變我們的終端設(shè)備的所有權(quán)為我們自己所有（chown）；
3. 改變我們的終端設(shè)備的權(quán)限，使得我們可以從該終端設(shè)備讀取和輸入；
4. 設(shè)置我們的組ID（setgid和initgroups）;
5. 初始化我們的環(huán)境變量；
6. 改變我們的用戶ID（setuid），激活我們的登錄shell ，如execl(“/bin/sh”, “-sh”, (char *)0);

?過程如下圖所示：

我們的shell已經(jīng)啟動后，會去讀取啟動文件（.profile或.bash_profile或.bash_login或.profile，不同的系統(tǒng)啟動文件的命名不同）。這些啟動文件的作用是增加系統(tǒng)的環(huán)境變量，設(shè)置一些全局變量，鏈接等。

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物理登錄和網(wǎng)絡(luò)登錄的區(qū)別在于：登錄終端到主機(jī)的連接是否是點(diǎn)對點(diǎn)的。

網(wǎng)絡(luò)登錄情況下，登錄是一種可用服務(wù)，就像其他的服務(wù)，如FTP或SMTP。

網(wǎng)絡(luò)登錄服務(wù)特點(diǎn)是不知道會有多少登錄請求會來。所以內(nèi)核不是在等待每一個可能的登錄，而是通過網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動（network interface drivers）在等待一個網(wǎng)絡(luò)連接登錄請求。

為了統(tǒng)一處理物理登錄和網(wǎng)絡(luò)登錄，一個軟件驅(qū)動，叫做虛擬終端（pseudo terminal）被用來用將網(wǎng)絡(luò)登錄后的行為請求映射為真實(shí)終端的行為。

進(jìn)程inetd等待處理大部分的網(wǎng)絡(luò)連接。

下面我們將了解網(wǎng)絡(luò)登錄的過程。

1. 系統(tǒng)啟動時，init進(jìn)程創(chuàng)建一個shell執(zhí)行腳本/etc/rc，其中一個后臺進(jìn)程就是inetd。一旦該腳本終止，inetd進(jìn)程的父進(jìn)程就成為了init進(jìn)程；
2. inetd的職責(zé)是等待TCP/IP連接請求，一旦有新的連接請求到來，inetd會執(zhí)行fork and exec執(zhí)行相應(yīng)的處理程序；
3. telnetd程序會啟動一個TELNET服務(wù)器，等待用戶遠(yuǎn)程登錄，用戶通過TCP協(xié)議鏈接服務(wù)器，并通過合法的用戶密碼進(jìn)行登錄。

啟動telnetd程序的過程如下圖所示：

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telnetd進(jìn)程啟動后的動作為：

1. 打開一個虛擬終端（pseudo teminal），然后調(diào)用fork創(chuàng)建出兩個進(jìn)程；
2. 父進(jìn)程處理來自網(wǎng)絡(luò)的連接請求；
3. 子進(jìn)程執(zhí)行exec函數(shù)調(diào)用login程序；
4. 父進(jìn)程和子進(jìn)程通過虛擬終端鏈接；
5. 如果子進(jìn)程正確登錄，則后面的過程和物理登錄相同。

過程如下圖所示：

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每一個進(jìn)程都屬于一個進(jìn)程組。

進(jìn)程組是一些進(jìn)程的集合，這些進(jìn)程常常關(guān)聯(lián)于同一個job，并且從同一個終端接收信號。

每一個進(jìn)程組都有一個唯一的進(jìn)程組ID。

函數(shù)getpgrp返回調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程組ID。

函數(shù)聲明：

?#include <unistd.h>

pid_t getpgrp(void);

? ? ? ? // Returns: process group ID of calling process

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pid_t getpgid(pid_t pid);

? ? ? ? // Returns: process group ID if OK, -1 on error

函數(shù)調(diào)用getpgid(0); 和函數(shù)調(diào)用getpgrp(); 作用相同，都返回調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程組ID。

每個進(jìn)程組都有個頭進(jìn)程，該進(jìn)程的進(jìn)程ID和進(jìn)程組ID相同。

進(jìn)程組的生命周期：從一個進(jìn)程創(chuàng)建一個組開始，只到最有一個組內(nèi)進(jìn)程終止或者成為另外一個組的進(jìn)程為止。

一個進(jìn)程可以調(diào)用函數(shù)setpgid加入到另一個進(jìn)程組或者創(chuàng)建一個進(jìn)程組。

函數(shù)聲明：

?#include <unistd.h>

int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);

函數(shù)設(shè)置進(jìn)程ID為pid的進(jìn)程的進(jìn)程組ID為pgid。

如果pid和pgid相同，都為某個進(jìn)程的進(jìn)程ID，則進(jìn)程pid成為一個進(jìn)程組的頭進(jìn)程。

如果pid為0，則表示待設(shè)置的進(jìn)程為當(dāng)前進(jìn)程。

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一個session是一個或幾個進(jìn)程組的集合。

例如下圖所示：

一個進(jìn)程通過調(diào)用函數(shù)setsid創(chuàng)建一個新的session。

函數(shù)聲明：

?#include <unistd.h>

pid_t setsid(void);

? ? ? ? // Returns: process group ID if OK, -1 on error

如果調(diào)用進(jìn)程不是組頭進(jìn)程，則會發(fā)生三件事：

1. 該進(jìn)程成為創(chuàng)建的新session的session leader；
2. 該進(jìn)程成為一個新進(jìn)程組的頭進(jìn)程，新進(jìn)程組ID為該調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程號；
3. 該進(jìn)程不關(guān)聯(lián)終端。

函數(shù)getsid返回一個session leader進(jìn)程的進(jìn)程組ID。

函數(shù)聲明：

#include <unistd.h>

pid_t getsid(pid_t pid);

? ? ? ? // Returns: session leader’s process group ID if OK, -1 on error

如果pid為0，函數(shù)getsid返回調(diào)用進(jìn)程所在的session leader進(jìn)程的進(jìn)程組號。

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參考資料：

《Advanced Programming in the UNIX Envinronment 3rd》

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