引言

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

“請教一個Bash的問題：有沒有什么辦法讓一個新開的進程，一開始就處于暫停狀態(tài)，直到我輸入fg?”

巧了，上星期我在嘗試使用ftrace根據(jù)進程號(PID)過濾、跟蹤內(nèi)核執(zhí)行過程時，迫切需要一個 進程啟動后處于暫停狀態(tài) ,與這位群友一樣，也是滿世界尋找Bash是否有內(nèi)置類似該功能，為什么我需要它呢?

倘若一個應(yīng)用程序是死循環(huán)，或者執(zhí)行時間相對較舊，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獲取進程的PID號，將其填入set_ftrace_pid僅過濾該進程信息，輸入 “fg” 恢復(fù)進程執(zhí)行。

再看另一個應(yīng)用場景，若某個進程執(zhí)行耗時很短呢?例如“echo”命令轉(zhuǎn)瞬即逝，完全沒有反應(yīng)的機會。

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

“拿到源碼重新編譯，在main函數(shù)開始時添加足夠的延時。”頭上長尖角的小人說。

“耍流氓!無恥!偷換概念!”頭上另一個長翅膀小人指責。

好吧，別辯論了，回歸正題。

既然群友都和我一樣沒能找到Bash內(nèi)置實現(xiàn)，再怎么說“閱碼場”聊天群也是人類高質(zhì)量碼農(nóng)的聚集地，我相信他也不是伸手黨。那么是時候造車子了，寫幾行代碼實現(xiàn)這個功能，沒騙你，真幾行，發(fā)個信號而已。

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 ，fg恢復(fù)最近一個被暫停的應(yīng)用發(fā)送 SIGCONT信號 ，并放到前臺來執(zhí)行。

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

既然是信號觸發(fā)，那就能用kill命令去替代Ctrl+Z和fg動作:

kill -19

kill -18

命令輸入 “kill -l” 可查閱到所有信號。

寫個測試程序

寫另外一個測試程序child.c，僅打印進程的PID號，以及調(diào)試主進程是否能成功傳遞參數(shù)給子進程。

文稿貼的兩張圖是測試的方法，主進程傳遞給子進程3個參數(shù)“aa bb cc”，剛啟動后子進程被信號暫停(T)，左側(cè)輸入回車后子進程得以運行(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trace文件/tmp/a.txt，怎么樣了，echo命令的執(zhí)行信息被抓取下來了。

實驗里用到的ftrace-pid.sh腳本我把他的源碼貼在下面。

思考

我在使用kill發(fā)送信號時有個疑問，既然應(yīng)用程序收到SIGSTOP信號后就處于停止狀態(tài)，既然停止了，為什么還能處理之后的SIGCONT信號呢?之前是進程可運行，才能被調(diào)度、能處理信號，很好理解。之后進程都停止了，又怎么能處理SIGCONT信號恢復(fù)執(zhí)行呢?你能夠用鼠標點擊左下角“開始”菜單關(guān)閉計算機，卻無法繼續(xù)用鼠標使其開機。所以我猜測信號處理首先是由于調(diào)度器處理的。

第二個擴展問題，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。你能否寫一個應(yīng)用程序，它利用ptrace原理去暫停子進程執(zhí)行。我說的暫停位置可不是main，甚至在main之前。應(yīng)用程序啟動時 “第一個系統(tǒng)調(diào)用是什么?” 嘗試找到它，并截獲。

原文標題：僅40行代碼，Linux如何以暫停狀態(tài)啟動新進程，當然是發(fā)送信號呀

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審核編輯：湯梓紅