linux的程序樹

linux的樹形程序結構為管理程序提供了很大的方便，不管是核心對程序的管理還是使用者對程序的管理都受惠不少，對於審計也是很有用的，不管執行的什麼程序，都會有一條不會斷的線索將之綁在系統內部。整個系統的情況就是首先核心啟動，接著核心執行緒0派生出init，然後init派生出萬物，有點像上帝造人...不過如果你是撒旦，那麼你可以將程序脫離出這個線索，只和排程的相關鍊錶或者樹聯絡，這樣你的程序就成了完全的不受控體，同時也成了真正的孤兒，再沒有人收養的孤兒。

backtrace或者gdb coredump可以得到函式呼叫堆疊，馮氏機器上，堆疊都是線性堆積的，而程序之間卻可以分時執行(併發機器和馮諾依曼機器是不同的兩種型別，當前的os實現都是在馮氏機器上模擬併發的，這就是分時)，因此如果將硬體機器看作乙個平台的話，所有的程序則組成了一棵樹，類似backtrace，可以借助作業系統的支援得到當前程序的呼叫程序，也就是父程序，在linux上，利用proc檔案系統很方便的實現。以下的**可以得到乙個shell指令碼的呼叫者的程序pid和程序名字，同樣的**可以在c中實現，只是將$$換成getpid即可

pid=$$

name=`cat /proc/$pid/stat |awk ''`

ppid=`cat /proc/$pid/stat |awk ''`

pname=`cat /proc/$ppid/stat |awk ''`

#至此name表示當前shell的名稱，而pname則是呼叫者的名稱，pid為當前shell的pid，ppid為其呼叫者的pid(注意，若使用這幾行**，shell指令碼的第一行最好是嚴格的#!/bin/bash，否則指令碼將由bash逐行執行，父程序的名稱也就一直都是bash)。如何能像pstree命令那樣列出系統所有程序的關係，strace pstree之後發現，pstree其實就是讀取的/proc檔案系統的資訊，然後自己將之組織在了一起，linux核心在/proc/pid/stat檔案中匯出了不少有用的資訊，其中就包含有父程序的資訊，參見關於/proc/pid/stat的核心函式(位於fs/proc/array.c)：

static int do_task_stat(struct task_struct *task, char * buffer, int whole)

因此我們只需要查詢/proc/pid/stat的第四個字段即可，也就有了上面的指令碼。接下來看一下pstree的原理，既然能找到任意程序父程序並且linux下的所有程序都是同根的，那麼只需要將所有程序連線起來即可，我們有等價的兩種方式，這些方式中都毫不吝嗇的使用了大陣列，絲毫不在乎空間複雜度，旨在揭示原理而不考慮別的：

方式1：int proc[32768][32768]; //橫向為程序pid，縱向為程序的父程序的pid

方式2：int proc[32768]; //陣列元素的索引是程序的pid，其值是父程序的pid

int main(int argc, char **argv)

'", "r");

read (ppid);

方式1：proc[i][ppid] = 1;

方式2：proc[i] = ppid;

}return 0;

}如此，所有的程序就聯絡了起來。最後看一下匯出程序狀態的點陣圖也是不錯的：

static const char *task_state_array = ;

//將程序狀態設計成簡單的向左移位擁有好多好處，最重要的一點是，程序狀態的轉換過程就是狀態機的轉換過程，簡單的移位可以使得程序狀態排他，轉換簡便，向左移位移位著同樣可以不影響其它的向右移位

static inline const char * get_task_state(struct task_struct *tsk)

return *p;

}

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