# Linux Chapter 25 ProcessTermination

# Process Termination

## _exit() and exit()
有兩種方式可以終止程式：

1. abnormal - 由訊號觸發，預設是終止程式（可以core dump)
2. normally - 使用`_exit()`終止程式

```c
#include<unisted.h>
void _exit(int status);
```
* status:定義終止狀態，在parent process可以呼叫`wait()`以取得狀態
* 結束狀態為 0 ，表示process順利結束。非0表示異常終止
* 非0狀態沒有固定規則，每個應用程式有自己的規則要參考他們的文件
* 普遍為SUSv3制訂的：`EXIT_SUCCESS(0)` `EXIT_FAILURE(1)`

程式通常不會直接呼叫`_exit()`，因為會直接終止，通常會呼叫`exit()`，因為可以在真正呼叫`_exit()`前執行一些動作
```c
#include<stdlib.h>
void exit(int status);
```
會進行以下動作：
* 以反向註冊順序，呼叫exit處理常式
* flush stdio的串流緩衝區
* 使用status 提供的值執行`_exit()` system call

與在`main()` 中return 終止程式或執行到`main()`結尾終止的方式，`return n`; 等同於 `exit(n)`
* 不等價的時候：若在exit的過程中有任何步驟存取`main()`的區域函數時，從main return會產生不可預期的行為。例如在呼叫`setvbuf()` 或 `setbuf()`時使用`main()`的區域函數時就會發生不等價的情況

## 行程終止的動作
* 關閉open file descriptor、directory stream、message catalog descriptor、conversion descriptor
* 關閉open file descriptor 後，會釋放此形成所有的file lock
* 解除任何加載的System V共享記憶體段，並將每個區段對應的`shm_nattch`counter減去1
* 解除行程使用`mmap()`建立的記憶體映射
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## Exit Handler
在行程終止前執行一些操作，以應用程式的函式庫來說，行程終止前需要清理在生命週期間有用到的函式庫，因此需要exit handler來保證在終止前（結束時）會清理

#### 註冊exit handler
```c
#include <stdlib.h>
int atexit(void (*func)(void));
                Returns 0 on success, or nonzero on error
```
* func格式如下
  * `void func(void){/*.....*/}`
* 可以註冊多個handler
* 在呼叫這些函式時，順序會與註冊時的順序**相反**
* 若在某個handler呼叫`_exit()`或遭到訊號終止，不會繼續呼叫剩餘的handler
* 透過fork()的child會繼承parent的exit handler副本

另一個非標準的註冊函數：`on_exit()`可參考中文版上p.594

範例程式：

```c
#define _BSD_SOURCE /* Get on_exit() declaration from <stdlib.h> */
#include <stdlib.h> 
#include "tlpi_hdr.h"
static void
atexitFunc1(void)
{
    printf("atexit function 1 called\n"); 
}

static void
atexitFunc2(void)
{
    printf("atexit function 2 called\n"); 
}

static void
onexitFunc(int exitStatus, void *arg) 
{
    printf("on_exit function called: status=%d, arg=%ld\n", exitStatus, (long) arg);
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
    if (on_exit(onexitFunc, (void *) 10) != 0) 
        fatal("on_exit 1"); 
    if (atexit(atexitFunc1) != 0)
        fatal("atexit 1"); 
    if (atexit(atexitFunc2) != 0)
        fatal("atexit 2"); 
    if (on_exit(onexitFunc, (void *) 20) != 0)
        fatal("on_exit 2");
    exit(2); 
}
```

```shell
$ ./exit_handlers
on_exit function called: status=2, arg=20 
atexit function 2 called
atexit function 1 called
on_exit function called: status=2, arg=10
```

## fork(), stdio緩衝區與_exit()的互動

fork() 與 stdio緩衝區
```c
int main()
{
    printf("Hello world\n");
    write(STDOUT_FILENO, "Ciao\n", 5);
    if(fork() == -1)
        errExit("fork");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

```

1. 在terminal 中
   ```
   $ ./fork_stdio_buf
   Hello world
   Ciao
   ```
2. 重導向到檔案時
   ```
   $ ./fork_stdio_buf > a
   $ cat a
   Ciao
   Hello world
   Hello world
   ```

原因:
1. stdio緩衝區是在行程的**使用者空間記憶體維護**，因此在child的這些緩衝區是透過`fork()`複製的，當標準輸出被導向終端機時，預設是用"行"作為緩衝單位，結果由`printf()`寫入的換行結尾字串會立即出現。
2. 將標準輸出導向至檔案時，預設是用block作為緩衝單位，在`fork()`時，printf()寫入的字串仍然在parent行程的stdio緩衝區，而此**字串會被複製到child行程**，當parent跟child呼叫`exit()`兩者會刷新stdio緩衝區的複本，導致重複的輸出。
   * `write()`直接將資料送進核心緩衝區快取，所以不會透過`fork()`複製  

如何避免：
1. 可以在呼叫`fork()`之前，先用`fflush()`刷新stdio緩衝區
2. 可用`setvbuf()`或`setbuf()`將stdio串流的緩衝區關閉
3. child可以改成呼叫`_exit()`，以便不會刷新stdio緩衝區