Professional Linux Kernel Architecture - Chapter 2, 2.3.3

Namespace 의 구현 내용은 다음에..(언젠가는..)

2.3.3 Process Identification Numbers
 Unix process들은 항상 유일하게 확인 가능한 숫자하나를 할당받는다. 이 숫자는 Process identification number 또는 줄여서 PID 라고 부른다. 각 fork 나 clone system call로 생성된 process는 kernel 에 의해 system에 유일한 새로운 PID 를 할당받게 된다. 

Process Identifiers
 각 process는 PID 뿐만 아니라 다른 식별자로 특성이 구분될 수 있다. 몇 가지 형태를 살펴보도록 한다. 

□ 하나의 Thread Group 내에 있는 모든 process는(즉, CLONE_THREAD flag와 함께 호출 된 clone system call 로 생성된 process 내의 서로 다른 실행 문맥-thread) 같은 thread group id(TGID)를 가진다. 만약 하나의 process가 thread를 사용하지 않는다면,  PID  와 TGID 값은 같다. 
ex)
  parent process에서 아래와 같은 시스템 콜을 사용하였을 때, 결과 예측값,
1. fork(), vfork(), clone(CLONE_CHILD_CLEARID | CLONE_CHILD_SETID)
    parent : TGID(1234), PID(1234)
    child : TGID(1235), PID(1235)
2. pthread_XXX(), clone(CLONE_THREAD)
    parent : TGID(1234), PID(1234)
    child : TGID(1234), PID(1235)

    thread group 에 있는 main process는 group leader 라고 부른다. task_struct 의 group_leader 변수(struct task_struct * group_leader)는 thread group 내에서 생성된 thread 들이 main process를 가리키기 위해 사용된다. 

□ 또다른 한가지는, 독립적으로 수행되는 process들을 하나의 process group로 결합시킬수 있다.(setpgrp system call 사용) task_struct 의 pgrp 요소(실제로 task_struct 내부에 명시적인 pgrp 변수는 없다)는 하나의 group 내애서 process group leader의 pid 값으로 모두 같다.

//<Linux TOP>/include/linux/sched.h static inline struct pid *task_pgrp(struct task_struct *task) { return task->group_leader->pids[PIDTYPE_PGID].pid; }
//pgrp 의 값구하는 code 참조.

Process group는 그 group내에 있는 모든 process에게 signal을 일괄적으로 보내는데 용이 하게 사용된다.(다양한 system programming을 하는데 도움이 된다는데...) 
process group 는 pipe 를 이용하여 연결 된 것을 포함한다. 
ex) 

$ ps -ef | grep "something"

위와 같이 사용된 ps process와 grep process는 하나의 process group 가 되는 것이다. 

□ 여러 process group 는 하나의 session으로 결합될 수 있다. 하나의 session 내부의 process들은 task 구조체의 session 요소에 모두 같은 session id 값을 가지고 있다. SID 값은 setsid system call 로 변경이 가능하다. 

 Namespace는 PID 들을 관리하기 위해 추가적인 복잡함이 더해진다. PID namespace들이 계측적으로 구성된다는 것을 다시 상기해보자. 새로운 namespace가 생성되면, 모든 pid들은 parent namespace에게 보여지게 되지만 child namespace에서는 parent namespace의 PID를 볼수 없다. 위의 상황을 유추해보면, 어떤 task들은 하나 혹은 그 이상(namespace 당 하나의 PID)의 PID 값을 가질 수 있다는 것을 알 수 있다. data structure 에도 이런 사항이 반영되어 Global ID 와 Local ID 로 나누어 관리한다. 

 □ Global ID는 kernel 그 자체내부나 최초 부팅을 포함하여 init task가 실행했던 namespace(최초 namespace) 내부에서 확인 가능한 숫자이다. 이는 시스템 전체에서 유일한 값을 가지게됨을 보장한다. 
□ Local ID는 특정 namespace에 속한 ID이며, 시스템 전체에서 유효하게 사용하지 못한다. 그 process가 속한 namespace에서만 통용되며, 다른 namespace에서 같은 ID 값을 가지고 사용될 수 있다. 

위의 Global PID 와 TGID 는 task_struct 에서 직접 관리 한다. 

//<Linux TOP>/include/linux/sched.h struct task_struct { pid_t pid; pid_t tgid; }
이들의 type 는 모두 pid_t 이며, 이것은 __kernel_pid_t 을 typedef 한 것이다.( include/linux/types.h). 즉 이것은 각각의 architecture 마다 새로 정의 가능 하다. 
대게는 int 로 사용되어 2^32 의 서로 다른 ID가 시스템에서 사용 가능하다는 것이다.

 session ID와 process group ID는 task struct 내부에서 직접관리 되지 않는다. 위에서 살펴본 group_leader field 에서 가져 올 수 있다. 

<task_struct>->group_leader->pids[PIDTYPE_SID].pid //get session id
<task_struct>->group_leader->pids[PIDTYPE_PGRP].pid //get pgrp id

system call, setpgrp() 또는 setsid() 를 이용해 각각의 값을 설정 할 수 있다. 
(현재 2.6.35 의 내용을 하고 있으므로 책의 내용과는 상이 할 수 있다. interface 및 자료 구조 내부의 내용이 변경되었슴.)