(莱昂氏unix源代码分析导读-26) trace
by：cszhao1980
trace是unix提供的一种是父进程可以跟踪子进程进展的手段，子进程被跟踪时，当子进程
收到signal后，会进入“暂停（SSTOP）”状态，使父进程有机会进行干预。子进程的暂停
是在issig()函数中实现的：
3997: if(n = p->p_sig) {
3998: if (p->p_flag&STRC) { /进程处于trace模式，以后再详细解释
3999: stop();
4000: if ((n = p->p_sig) == 0)
4001: return(0);
4002: }
stop（4016）函数实现比较简单，它会：
（1） Loop 进程表，找到其父进程，然后调用wakeup(父进程进程表项地址)将其唤醒：
（2） 将本进程的status设置为SSTOP；
（3） 调用swtch()切换进程；
（4） 从swtch返回（进程被唤醒）后动作有些让人不解，我们稍后再说。
trace的实现需要父进程和子进程相互配合：
（1） 首先，子进程要允许自己被trace，而后就像刚才所说的那样，在收到signal后会“暂停”；
（2） 而父进程也需要主动去查看子进程的状态，一旦其处于暂停状态就通过ipc结构传递信
息，并以此指挥子进程的行动。
3933: struct
3934: {
3935: int ip_lock; /锁定标记
3936: int ip_req; /父进程对子进程的“要求”，子进程据此“展开行动”
3937: int ip_addr;
3938: int ip_data;
3939: } ipc;
子进程和父进程的动作都是通过sys call ptrace（4164）来完成的：
【子进程】：
进行sys call时，参数u.arg(2)<=0，表示是子进程要求自己被trace，在进程flag上添加STRC标记，然后return；
【父进程】：
进行sys call时，参数u.arg(2) >0；参数u.arg(0)为指定的子进程的id；
（1） Loop进程表，找到指定进程（子进程，id==u.arg(0)，状态为SSTOP）；
（2） 接下来就是在ipc结构里传入各种参数；
4183: ipc.ip_lock = p->p_pid; /锁是子进程id
4184: ipc.ip_data = u.u_ar0[R0];
4185: ipc.ip_addr = u.u_arg[1] & ~01;
4186: ipc.ip_req = u.u_arg[2];
（3） clear子进程的SWTED标记；
4187: p->p_flag =& ~SWTED;
（4） 激活子进程
4188: setrun(p);
（5） 父进程睡眠，直到ipc.ipreq<=0
4189: while (ipc.ip_req > 0)
4190: sleep(&ipc, IPCPRI);
到现在为止，相信大家对父进程的处理感到很迷惑，没关系，让我们回头看看子进程。子进程醒来后，
会返回到stop函数的swtch语句之后，如下所示：
4016: stop()
4020:loop:
4021: cp = u.u_procp;
4022: if(cp->p_ppid != 1)
4023: for (pp = &proc[0]; pp < &proc[NPROC]; pp++)
4024: if (pp->p_pid == cp->p_ppid) {
4025: wakeup(pp);
4026: cp->p_stat = SSTOP;
4027: swtch();
4028: if ((cp->p_flag&STRC)==0 || procxmt())
4029: return;
4030: goto loop;
procxmt（4204）是子进程来响应父进程要求的地方，函数主体是根据ipc.ip_req的一个大switch语句。
父进程共有8（1~8）种要求：
（1）1~3为取值要求，子进程会从自己空间内取一个word，放入ipc.ip_data返回；
对于“i”、“d”不分的PDP11-40来说，1和2的效果是相同的；
（2）4~6为设置要求，子进程会将ipc.ip_addr的值设置到子进程的ipc.ip_addr中；
（3）7为信号，即 ipc.ip_data是子进程接收的signal type；
（4）8为强制退出，子进程会调用exit退出。
procxmt在一开始就会将ip_req清0：
4212: ipc.ip_req = 0;
4213: wakeup(&ipc); /激活了睡眠的父进程
而父进程醒后，处在ptrace函数中：
4189: while (ipc.ip_req > 0)
4190: sleep(&ipc, IPCPRI);
4191: u.u_ar0[R0] = ipc.ip_data; /返回值
4192: if (ipc.ip_req < 0)
4193: u.u_error = EIO;
4194: ipc.ip_lock = 0; /清除锁
4195: wakeup(&ipc); /激活因此睡眠的进程
根据父进程要求的不同，procxmt的返回值也不同：1~6会return 0，而7会return 1。
再次回到stop函数——return（0）的后果是，stop不会return，而是再次使进程睡眠。
为什么要返回0，致使子进程在stop中再次进入睡眠？
我不理解。
另一个处理trace的地方是wait()函数：
3301: if(p->p_stat == SSTOP) {
3302: if((p->p_flag&SWTED) == 0) {
3303: p->p_flag =| SWTED;
3304: u.u_ar0[R0] = p->p_pid;
3305: u.u_ar0[R1] = (p->p_sig<<8) | 0177;
3306: return;
3307: }
3308: p->p_flag =& ~(STRC|SWTED);
3309: setrun(p);
3310: }
这个奇怪的检查也很难理解，按照莱昂的解释，SWTED的设置是为了处理父进程不调用ptrace的情况，
此种情况下，两次wait之后，子进程的STRC和SWTED标记都会被清除。而即使父进程调用了ptrace，
额外的两次wait()也会清除掉子进程的标记——子进程会因此从stop中return。
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