當(dāng)一個進(jìn)程終結(jié)時，內(nèi)核必須釋放掉它所占有的資源并把這一終結(jié)事件告知父進(jìn)程。進(jìn)程的終結(jié)大部分都要靠 exit() 來完成的，最終的系統(tǒng)調(diào)用為 do_exit()。
當(dāng)一個進(jìn)程終結(jié)時，內(nèi)核必須釋放掉它所占有的資源并把這一終結(jié)事件告知父進(jìn)程。
進(jìn)程的終結(jié)大部分都要靠 exit() 來完成的，最終的系統(tǒng)調(diào)用為 do_exit()。
asmlinkage long sys_exit(int error_code)
{
do_exit((error_code&0xff)<<8);
}
/*當(dāng)cpu進(jìn)入到do_exit后，當(dāng)前進(jìn)程就會在中途壽終正寢，不會從這個函數(shù)中返回，當(dāng)然也就不會從sys_exit
中返回，從而也就不會從系統(tǒng)調(diào)用exit()中返回*/
fastcall NORET_TYPE void do_exit(long code)
{
...
WARN_ON(atomic_read(&tsk->fs_excl));
/*由于中斷服務(wù)程序根本不應(yīng)該調(diào)用do_exit，不管是直接還是間接，所以首先通過in_interrupt進(jìn)行加以檢查
若發(fā)現(xiàn)是在某個中斷服務(wù)程序中調(diào)用的，那就一定是出了問題*/
if (unlikely(in_interrupt()))
panic("Aiee, killing interrupt handler!");
...
/*current->flags的PF_EXITING標(biāo)志表示進(jìn)程正在被刪除 */
if (unlikely(tsk->flags & PF_EXITING)) {
printk(KERN_ALERT
"Fixing recursive fault but reboot is needed!\n");
...
tsk->flags |= PF_EXITPIDONE; /* 設(shè)置進(jìn)程標(biāo)識為PF_EXITPIDONE*/
if (tsk->io_context)
exit_io_context();
/* 設(shè)置進(jìn)程狀態(tài)為不可中斷的等待狀態(tài) */
set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
/* 調(diào)度其它進(jìn)程 */
schedule();
}
tsk->flags |= PF_EXITING;
/* 內(nèi)存屏障，用于確保在它以后的操做開始執(zhí)行以前，它以前的操做已經(jīng)完成 */
smp_mb();
spin_unlock_wait(&tsk->pi_lock);
...
//清除定時器
group_dead = atomic_dec_and_test(&tsk->signal->live);//live用來表示線程組中活動進(jìn)程的數(shù)量
if (group_dead) { //當(dāng)沒有活動的進(jìn)程時
exit_child_reaper(tsk);
//取消高精度定時器
hrtimer_cancel(&tsk->signal->real_timer);
//刪除POSIX.1b類型的定時器
exit_itimers(tsk->signal);
}
//收集進(jìn)程會計信息
acct_collect(code, group_dead);
...
//設(shè)置終止代碼
tsk->exit_code = code;
taskstats_exit(tsk, group_dead);
//釋放線性區(qū)描述符和頁表
exit_mm(tsk);
if (group_dead)
acct_process();
//遍歷current->sysvsem.undo_list鏈表，并清除進(jìn)程所涉及的每個IPC信號量的操作痕跡
exit_sem(tsk);
//釋放文件對象相關(guān)資源
__exit_files(tsk);
//釋放struct fs_struct結(jié)構(gòu)體
__exit_fs(tsk);
//檢查有多少未使用的進(jìn)程內(nèi)核棧
check_stack_usage();
exit_thread();
cgroup_exit(tsk, 1);
exit_keys(tsk);
if (group_dead && tsk->signal->leader)
disassociate_ctty(1);
module_put(task_thread_info(tsk)->exec_domain->module);
if (tsk->binfmt)
module_put(tsk->binfmt->module);
proc_exit_connector(tsk);
//給父進(jìn)程發(fā)送信號，讓其知道子進(jìn)程生命已經(jīng)結(jié)束，來料理子進(jìn)程的后事. 同時把進(jìn)程狀態(tài)exit_state 設(shè)置成 EXIT_ZOMBIE
exit_notify(tsk);
...
tsk->flags |= PF_EXITPIDONE;
...
preempt_disable();
/* causes final put_task_struct in finish_task_switch(). */
tsk->state = TASK_DEAD;
/*do_exit 不返回的真正原因在這里，由于進(jìn)程狀態(tài)設(shè)置成了EXIT_ZOMBIE，使得該進(jìn)程永遠(yuǎn)不會再被選中進(jìn)行調(diào)度，所以
也就不會使用schedule()調(diào)度別的進(jìn)程后從schedule中返回。因此只能等父進(jìn)程收到子進(jìn)程發(fā)送的信號來處理子進(jìn)程，并將
子進(jìn)程的task_struct結(jié)構(gòu)釋放掉，子進(jìn)程最終從系統(tǒng)中消失。而父進(jìn)程在wait4(對應(yīng)系統(tǒng)函數(shù)sys_wait4)中等待著。
*/
schedule();
BUG();
/* Avoid "noreturn function does return". */
for (;;)
cpu_relax(); /* For when BUG is null */
}
do_exit() 完成工作如下：
- 對該調(diào)用進(jìn)行檢查，比如該方法是不能在中斷服務(wù)程序中調(diào)用的。
- 將 task_struct 中的標(biāo)志成員設(shè)置為 PF_EXITING。
- 刪除內(nèi)核定時器，根據(jù)返回的結(jié)果，它確保沒有定時器在排隊，也沒有定時器處理程序在運行。
- 把進(jìn)程的退出代碼 exit_code 設(shè)置為由 exit() 提供的退出代碼，或者去完成任何其他由內(nèi)核機制規(guī)定的退出動作。退出代碼存放在這里供父進(jìn)程隨時檢索。
- 調(diào)用 exit_mm( )釋放進(jìn)程占用的 mm_struct，若沒有別的進(jìn)程使用它們（也即是這個地址空間沒有被共享），就徹底釋放它們。
- 調(diào)用 exit_sem()，清除進(jìn)程所涉及的每個IPC信號量的操作痕跡，使得若進(jìn)程排隊等候IPC信號，則離開隊列。
- 調(diào)用 __exit_files、__exit_fs，分別遞減文件描述符、文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的引用計數(shù)。若其中某個引用計數(shù)的數(shù)值降為零，那么就代表沒有進(jìn)程在使用相應(yīng)的資源，此時就可以釋放。
- 調(diào)用 exit_notify() 向父進(jìn)程發(fā)送信號，給子進(jìn)程重新找養(yǎng)父，養(yǎng)父為線程組中的其他線程或者init進(jìn)程，并把進(jìn)程狀態(tài)（task_strcut 結(jié)構(gòu)中的exit_state）設(shè)置成 EXIT_ZOMBIE。
- 調(diào)用 schedule() 切換到新的進(jìn)程。由于處于 EXIT_ZOMBIE 狀態(tài)的進(jìn)程不會再會被調(diào)度，所以這是進(jìn)程所執(zhí)行的最后一段代碼。do_exit 永不返回。
到此，與進(jìn)程相關(guān)的所有資源該釋放的都釋放掉了（假設(shè)該進(jìn)程是這些資源的唯一使用者）。進(jìn)程不可運行（實際上它也沒有地址空間可供它運行）并處于EXIT_ZOMBIE 退出狀態(tài)。
該進(jìn)程目前所占用的內(nèi)存資源就是內(nèi)核棧、thread_info 結(jié)構(gòu)和 task_struct 結(jié)構(gòu)。此時進(jìn)程存在的唯一目的就是向它的父進(jìn)程提供信息。父進(jìn)程檢索到信息后，或者通知內(nèi)核它不關(guān)心那些無關(guān)的信息后，子進(jìn)程的這些剩余資源才被釋放歸還給系統(tǒng)。
進(jìn)程描述符的刪除
從上面可以知道，進(jìn)程在調(diào)用 do_exit() 后，進(jìn)程處于僵死狀態(tài)且不能運行。但是系統(tǒng)還保留它的進(jìn)程描述符相關(guān)信息。之所以保留這些信息是為了讓系統(tǒng)有辦法在子進(jìn)程終結(jié)后仍能獲得它的信息。
當(dāng)父進(jìn)程獲取已終結(jié)的子進(jìn)程的信息后，或者通知內(nèi)核它不關(guān)心那些無關(guān)的信息后，子進(jìn)程的這些剩余資源才被釋放歸還給系統(tǒng)。
wait() 這一族函數(shù)都是通過唯一的一條系統(tǒng)調(diào)用 wait4() 來實現(xiàn)的。它的作用就是掛起調(diào)用它的進(jìn)程，直到其中的一個子進(jìn)程退出，此時函數(shù)會返回該子進(jìn)程的 PID。另外，調(diào)用該函數(shù)時提供的指針會包含子函數(shù)退出時的退出代碼。
wait4() 最終會調(diào)用 sys_wait4()。
asmlinkage long sys_wait4(pid_t pid, int __user *stat_addr,
int options, struct rusage __user *ru)
{
long ret;
if (options & ~(WNOHANG|WUNTRACED|WCONTINUED|
__WNOTHREAD|__WCLONE|__WALL))
return -EINVAL;
ret = do_wait(pid, options | WEXITED, NULL, stat_addr, ru);
/* avoid REGPARM breakage on x86: */
prevent_tail_call(ret);
return ret;
}
當(dāng)父進(jìn)程因子進(jìn)程在 exit() 中向其發(fā)送信號而被喚醒，父進(jìn)程在將子進(jìn)程在用戶空間運行的時間和系統(tǒng)空間運行的時間兩項統(tǒng)計數(shù)據(jù)合并入其自身的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，然后，在典型的條件下，就會調(diào)用 release_task() 將子進(jìn)程殘存的資源，就是其 task_struct 結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)空間堆棧，全部釋放掉。
調(diào)用過程如下：
sys_wait4
--> do_wait
--> wait_task_zombie
--> release_task
release_task() 實現(xiàn)如下：
void release_task(struct task_struct * p)
{
struct task_struct *leader;
int zap_leader;
repeat:
...
/* 1)該函數(shù)調(diào)用_unhash_process(),后者調(diào)用detach_pid()從pidhash
? 上刪除該進(jìn)程，同時也要從任務(wù)列表中刪除該進(jìn)程
? 2)釋放目前僵死進(jìn)程所使用的所有剩余資源，并進(jìn)行最終統(tǒng)計和記錄
*/
__exit_signal(p);
/*
? If we are the last non-leader member of the thread
? group, and the leader is zombie, then notify the
? group leader's parent process. (if it wants notification.)
*/
zap_leader = 0;
leader = p->group_leader;
/*若該進(jìn)程是線程組最后一個進(jìn)程，并且領(lǐng)頭進(jìn)程已經(jīng)死掉，，則通知僵死的領(lǐng)頭進(jìn)程的父進(jìn)程 /
if (leader != p && thread_group_empty(leader) && leader->exit_state == EXIT_ZOMBIE) {
BUG_ON(leader->exit_signal == -1);
do_notify_parent(leader, leader->exit_signal);
/
? If we were the last child thread and the leader has
? exited already, and the leader's parent ignores SIGCHLD,
? then we are the one who should release the leader.
?
? do_notify_parent() will have marked it self-reaping in
? that case.
*/
zap_leader = (leader->exit_signal == -1);
}
write_unlock_irq(&tasklist_lock);
release_thread(p);
//調(diào)用 put_task_struct 釋放進(jìn)程內(nèi)核棧和thread_info結(jié)構(gòu)所占的頁，并釋放task_struct 所占的slab告訴緩存。
call_rcu(&p->rcu, delayed_put_task_struct);
p = leader;
if (unlikely(zap_leader))
goto repeat;
}
release_task 完成的工作如下：
- 調(diào)用__exit_signal()，該函數(shù)調(diào)用_unhash_process(),后者調(diào)用detach_pid() 從 pidhash 上刪除該進(jìn)程，同時也要從任務(wù)列表中刪除該進(jìn)程。
- __exit_signal() 釋放目前僵死進(jìn)程所使用的所有剩余資源，并進(jìn)行最終統(tǒng)計和記錄。
- 若該進(jìn)程是線程組最后一個進(jìn)程，并且領(lǐng)頭進(jìn)程已經(jīng)死掉，則通知僵死的領(lǐng)頭進(jìn)程的父進(jìn)程 。
- 調(diào)用 put_task_struct() 釋放進(jìn)程內(nèi)核棧和 thread_info 結(jié)構(gòu)所占的頁，并釋放 task_struct 所占的 slab 告訴緩存。
到此，進(jìn)程描述符和進(jìn)程所有獨享的資源全部就釋放掉了。
