2015年9月 – 求善之旅

最近在调试嵌入式下设备启动基于busybox的init程序所执行的rc.sysinit脚本时，发现该脚本执行的后台脚本，会因为没有关联到串口设备（通过ps的TTY一列可以确认），导致我们做了tty设备检测的程序无法顺利执行，借此机会，查阅了busybox的init代码，并对linux的session group和controlling terminal有了一定的理解。

在libc的info文档中Job Control一节，有如下几个重要的定义：

process group，即进程组，用管道符创建的一堆命令就行成了一个进程组。
session，即会话，通常从login shell登陆后的所有进程都属于一个session，即session由login shell创建，注意libc的文档还是从传统的语义来讲的，对于现代的大多数桌面环境而言（DE，如KDE/GNOME等），一个图形会话，往往会通过setsid函数起大量的session），一个session下可以管理多个process group，一个进程可以在同一个session下的不同process group中迁移，但将一个进程移到另外的会话中则只能通过setsid这个函数来创建新的会话实现。
session leader，即会话leader，创建会话的进程称为会话leader，从上面的描述可知，login shell一般为会话leader，首次调用setsid的进程也将成为session leader。
controlling terminal，即控制终端，进程的重要属性之一，由fork创建的子进程继续父进程的controlling terminal，而从setsid的libc文档中可以看出（或者用man 3 setsid查看），setsid调用后，进程将做为新的会话的会话leader，并且丢失controlling terminal属性，而其后该会话leader打开的首个tty设备，将成为该会话的controlling terminal（见附2说明）；shell通常只会将controlling terminal这个属性给予一个进程组，以便由这个进程组通过终端设备获取输入或者输出信息，这组进程将称为前台任务，而未获得输入或输出等权限的进程组，在尝试向controlling terminal读取或写入数据时，将收到SIGTTIN或SIGTTOU信号，默认情况下这个信号将中止相关程序的执行。这点是合理的，因为如果不做此限制，后台程序很可能扰乱终端输出或者输入的处理。

经过上述讲述，以代码形式给出上述概念的演示。

#include "stdlib.h"
#include "errno.h"
#include "unistd.h"
#include "fcntl.h"

int main()
{
	int err, fd;
	pid_t pid;
	char *pts_name;

    pid = fork();
    if (pid != 0) {
        exit(0); // 主进程退出。
	}

    pid = setsid(); // 在子进程中创建新的会话

    // 打印从父进程继续而来的tty，注意，该tty已经不是我们的controlling terminal
	printf("before we prepare the new stdio, the child inherit its parent's stdio %s\n", ttyname(0));

    // 如下一段代码用于创建一个pseudo-terminal，将作为tty设备被新的会话leader打开，成为该会话的controlling terminal
    fd = getpt();
    pts_name = ptsname(fd);
    printf("allocated a new pts is %s\n", pts_name); 
    grantpt(fd);
    unlockpt(fd);

    // 首次open的tty设备将成为controlling terminal
	fd = open(ptsname(fd), O_RDWR);

    // 将该fd做为标准输入，在本例中意义不大
	close(STDIN_FILENO);
	dup2(fd, STDIN_FILENO);

    // 停留2分，以便我们可以通过ps检验是否获得了新的session及controlling terminal
	sleep(120);
}

编译并执行上述程序后，执行后，立即用如下命令，可以查看到新进程确实拥有了新的controlling terminal了。

ps  -u fortitude -o pid,args,tt,sess,ppid

PID COMMAND                     TT        SESS  PPID
8086 ./sessionleader             pts/5     8086     1

参考文档:

libc info，可在shell下info libc，或在emacs下info libc查看
http://uw714doc.sco.com/en/SDK_sysprog/_The_Controlling-Terminal_and_Pr.htmlWhen a session-leader without a controlling-terminal opens a terminal-device-file and the flag O_NOCTTY is clear on open, that terminal becomes the controlling-terminal assigned to the session-leader if the terminal is not already assigned to some session (see open(2)). When any process other than a session-leader opens a terminal-device-file, or the flag O_NOCTTY is set on open, that terminal does not become the controlling-terminal assigned to the calling-process.

月度归档： 2015年9月

linux下的session leader及controlling terminal