В этой статье мы попытаемся создать модуль ядра, способный изменить PID уже запущенного процесса в ОС Linux, а так же поэкспериментировать с процессами, получившими измененный PID.

Предупреждение : смена PID - нестандартный процесс, и при определенных обстоятельствах может привести к панике ядра.

Наш тестовый модуль будет реализовывать символьное устройство /dev/test, при чтении с которого процессу будет изменен PID. За пример реализации символьного устройства спасибо этой статье. Полный код модуля приведен в конце статьи. Конечно, самым правильным решением было добавить системный вызов в само ядро, однако это потребует перекомпиляцию ядра.

Окружение

Все действия по тестированию модуля выполнялись в виртуальной машине VirtualBox с 64 битным дистрибутивомLInux и версией ядра 4.14.4-1. Связь с машиной осуществлялась с помощью SSH.

Попытка #1 простое решение

Пару слов о current : переменная current указывает на структуру task_struct с описанием процесса в ядре(PID, UID, GID, cmdline, namespaces и т.д)

Первой идеей было просто поменять параметр current->pid из модуля ядра на нужный.

Static ssize_t device_read(struct file *filp, char *buffer, size_t length, loff_t * offset) { printk("PID: %d.\n",current->pid); current->pid = 1; printk("new PID: %d.\n",current->pid); , }
Для проверки работоспособности модуля я написал программу на C++:

#include #include #include int main() { std::cout << "My parent PID " << getppid() << std::endl; std::cout << "My PID " << getpid() << std::endl; std::fstream f("/dev/test",std::ios_base::in); if(!f) { std::cout << "f error"; return -1; } std::string str; f >> str; std::cout << "My new PID " << getpid() << std::endl; execl("/bin/bash","/bin/bash",NULL); }
Загрузим модуль коммандой insmod, создадим /dev/test и попробуем.

# ./a.out My parent PID 293 My PID 782 My new PID 782
PID не изменился. Возможно, это не единственное место, где указывается PID.

Попытка #2 дополнительные поля PID

Если не current->pid является идентификатором процесса, то что является? Быстрый просмотр кода getpid() навел на структуру task_struct , описывающую процесс Linux и файл pid.c в исходном коде ядра. Нужная функция - __task_pid_nr_ns. В коде функции встречается обращение task->pids.pid, этот параметр мы и изменим

Компилируем, пробуем

Так как тестировал я по SSH, мне удалось получить вывод программы до падения ядра:

My parent PID 293 My PID 1689 My new PID 1689
Первый результат, уже что-то. Но PID все равно не изменился.

Попытка #3 не экспортируемые символы ядра

Более внимательное изучение pid.c дало функцию, которая делает то, что нам нужно
static void __change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
struct pid *new)
Функция принимает задачу, для которой надо изменить PID, тип PID и, собственно, новый PID. Созданием нового PID занимается функция
struct pid *alloc_pid(struct pid_namespace *ns)

Эта функция принимает только пространство имен, в котором будет находиться новый PID, это пространство можно получить с помощью task_active_pid_ns .
Но есть одна проблема: эти символы ядра не экспортируются ядром и не могут использоваться в модулях. В решении этой проблемы мне помогла замечательная . Код функции find_sym взят оттуда.

Static asmlinkage void (*change_pidR)(struct task_struct *task, enum pid_type type, struct pid *pid); static asmlinkage struct pid* (*alloc_pidR)(struct pid_namespace *ns); static int __init test_init(void) { printk(KERN_ALERT "TEST driver loaded!\n"); change_pidR = find_sym("change_pid"); alloc_pidR = find_sym("alloc_pid"); ... } static ssize_t device_read(struct file *filp, char *buffer, size_t length, loff_t * offset) { printk("PID: %d.\n",current->pid); struct pid* newpid; newpid = alloc_pidR(task_active_pid_ns(current)); change_pidR(current,PIDTYPE_PID,newpid); printk("new PID: %d.\n",current->pid); ... }
Комплируем, запускаем

My parent PID 299 My PID 750 My new PID 751
PID изменен! Ядро автоматически выделило нашей программе свободный PID. Но можно ли использовать PID, который занял другой процесс, например PID 1? Добавим после аллокации код

Newpid->numbers.nr = 1;
Комплируем, запускаем

My parent PID 314 My PID 1172 My new PID 1
Получаем настоящий PID 1!

Bash выдал ошибку, из-за которой не будет работать переключение задач по комманде %n, но все остальные функции работают отлично.

Интересные особенности процессов с измененным PID

PID 0: войти нельзя выйти

Вернемся к коду и изменим PID на 0.

Newpid->numbers.nr = 0;
Комплируем, запускаем

My parent PID284 My PID 1517 My new PID 0
Выходит PID 0 не такой и особенный? Радуемся, пишм exit и…

Ядро падает! Ядро определило нашу задачу как IDLE TASK и, увидев завершение, просто упало. Видимо, перед завершением наша программа должна вернуть себе «нормальный» PID.

Процесс-невидимка

Вернемся к коду и выставим PID, гарантированно не занятый
newpid->numbers.nr = 12345;

Комплируем, запускаем

My parent PID296 My PID 735 My new PID 12345
Посмотрим, что находится в /proc

1 148 19 224 288 37 79 86 93 consoles fb kcore locks partitions swaps version 10 149 2 226 29 4 8 87 acpi cpuinfo filesystems key-users meminfo sched_debug sys vmallocinfo 102 15 20 23 290 5 80 88 asound crypto fs keys misc schedstat sysrq-trigger vmstat 11 16 208 24 291 6 81 89 buddyinfo devices interrupts kmsg modules scsi sysvipc zoneinfo 12 17 21 25 296 7 82 9 bus diskstats iomem kpagecgroup mounts self thread-self 13 176 210 26 3 737 83 90 cgroups dma ioports kpagecount mtrr slabinfo timer_list 139 18 22 27 30 76 84 91 cmdline driver irq kpageflags net softirqs tty 14 182 222 28 31 78 85 92 config.gz execdomains kallsyms loadavg pagetypeinfo stat uptime
Как видим /proc не определяет наш процесс, даже если мы заняли свободный PID. Предыдущего PID тоже нет в /proc, и это весьма странно. Возможно, мы находимся в другом пространстве имен и поэтому не видны основному /proc. Смонтируем новый /proc, и посмотрим что там

1 14 18 210 25 291 738 81 9 bus devices fs key-users locks pagetypeinfo softirqs timer_list 10 148 182 22 26 296 741 82 90 cgroups diskstats interrupts keys meminfo partitions stat tty 102 149 19 222 27 30 76 83 92 cmdline dma iomem kmsg misc sched_debug swaps uptime 11 15 2 224 28 37 78 84 93 config.gz driver ioports kpagecgroup modules schedstat sys version 12 16 20 226 288 4 79 85 acpi consoles execdomains irq kpagecount mounts scsi sysrq-trigger vmallocinfo 13 17 208 23 29 6 8 86 asound cpuinfo fb kallsyms kpageflags mtrr self sysvipc vmstat 139 176 21 24 290 7 80 87 buddyinfo crypto filesystems kcore loadavg net slabinfo thread-self zoneinfo
По прежнему нашего процесса нет, а значит мы в обычном пространстве имен. Проверим

Ps -e | grep bash
296 pts/0 00:00:00 bash

Только один bash, с которого мы и запускали программу. Ни предыдущего PID, ни текущего в списке нет.

Как бы там ни было, но некоторые приложения в Linux иногда зависают. При этом бывают ситуации, когда приложение вообще не отзывается, либо работает так медленно, что корректно завершить его работу не представляется возможным. Чтобы оперативно выйти из получившейся ситуации можно «убить» данный процесс. Для этог используеются команды kill и killall . Сейчас мы разберемся как использоваться эти команды, находить PID процесса и посылать сигнал SIGKILL.

Чтобы избежать путацины, договоримся под процессом понимать запущенную в систему программу. Например, если у вас запушено несколько окон браузера Mozilla Firefox — это значит, что запущено три процесса.

Определить PID процесса — команда pidof

PID — уникальный идентификатор процесса в системе Linux . Чтобы корректно выполнить остановку процесса сначала стоит определить его PID. Для этого используются команды ps и grep. В свою очередь команда ps предназначена для вывода списка активных процессов в системе и информации о них. Команда grep запускается одновременно с ps (в канале) и будет выполнять поиск по результатам команды ps. Вывести список всех процессов можно, выполнив в командной строке:

Разумеется, PID можно определить и через top . Но в большинстве случаев количество процессов слишком велико (и динамически меняется в top), поэтому быстро и правильно определить PID не так уж и просто. Как раз для этого используется команда grep. Например, для завершения процесса браузера Google Chrome необходимо выполнить следующую команду:

ps axu | grep chrome

[ ////// ~]$ ps axu | grep chrome
itechf2 20474 2.7 1.5 938416 120136 tty2 Sl+ 11:07 0:00 /opt/google/chrome/chrome

В нашем случае 20474 и есть искомый PID. Более простой способ — использовать команду pidof , при этом необходимо указывать имя процесса. Например:

[ ///// ~]$ pidof chrome
20728 20706 20668 20647 20586 20574 20553 20508 20474

Завершить процесс в Linux — команды kill и killall

Завершить процесс в операционной системе Linux , зная его PID, можно командой kill . Стоит знать и понимать: команда kill предназначена для посылки сигнала процессу. По умолчанию, если мы не указываем какой сигнал посылать, посылается сигнал SIGTERM (от слова termination - завершение). SIGTERM указывает процессу на то, что необходимо завершиться. Каждый сигнал имеет свой номер. SIGTERM имеет номер 15. Список всех сигналов (и их номеров), которые может послать команда kill, можно вывести, выполнив kill -l . Чтобы послать сигнал SIGKILL (он имеет номер 9) процессу 2811, выполните в командой строке:

При этом, сигнал SIGTERM может и не остановить процесс (например, при перехвате или блокировке сигнала), SIGKILL же выполняет уничтожение процесса всегда, так как его нельзя перехватить или проигнорировать.

Команда killall в Linux предназначена для «убийства» всех процессов, имеющих одно и то же имя. Это удобно, так как нам не нужно знать PID процесса. Например, мы хотим закрыть все процессы с именем chrome. Выполните в терминале:

Команда killall, также как и kill, по умолчанию шлет сигнал SIGTERM. Чтобы послать другой сигнал нужно воспользоваться опцией -s . Например:

Операционная система UNIX Робачевский Андрей М.

Идентификатор процесса Process ID (PID)

Каждый процесс имеет уникальный идентификатор PID, позволяющий ядру системы различать процессы. Когда создается новый процесс, ядро присваивает ему следующий свободный (т. е. не ассоциированный ни с каким процессом) идентификатор. Присвоение идентификаторов происходит по возрастающий, т.е. идентификатор нового процесса больше, чем идентификатор процесса, созданного перед ним. Если идентификатор достиг максимального значения, следующий процесс получит минимальный свободный PID и цикл повторяется. Когда процесс завершает свою работу, ядро освобождает занятый им идентификатор.

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

4.4 ПРЕВРАЩЕНИЕ СОСТАВНОГО ИМЕНИ ФАЙЛА (ПУТИ ПОИСКА) В ИДЕНТИФИКАТОР ИНДЕКСА Начальное обращение к файлу производится по его составному имени (имени пути поиска), как в командах open, chdir (изменить каталог) или link. Поскольку внутри системы ядро работает с индексами, а не с

Из книги Редкая профессия автора Зуев Евгений

Что такое идентификатор? Помимо неоднозначностей в синтаксисе быстро обнаружились другие неприятности. На примерах их показать сложнее, так что придется рассказывать словами.Синтаксис языка Си++ неудобен еще и в другом отношении. Если говорить коротко, то прямое

Из книги Программирование автора Козлова Ирина Сергеевна

11. Идентификатор. Ключевые слова Идентификатором называется последовательность цифр, букв и специальных символов. При этом первой стоит буква или специальный символ. Для получения идентификаторов можно использовать строчные или прописные буквы латинского алфавита.

Из книги 200 лучших программ для Интернета. Популярный самоучитель автора Краинский И

Process Guardian ХР Производитель: T.A.S. Independent Programming (http://www.tas-independent-programming.com).Статус: бесплатная.Ссылка для скачивания: http://www.tas-independent-programming.com/cgi-bin/countdown.pl?Guardian.exe.Размер: 2,4 Мбайт.Главное предназначение этой утилиты – управлять запущенными на компьютере процессами.После

Из книги Microsoft Visual C++ и MFC. Программирование для Windows 95 и Windows NT автора Фролов Александр Вячеславович

Идентификатор открытого файла В состав класса CFile входит элемент данных m_hFile типа UINT. В нем хранится идентификатор открытого файла. Если вы создали объект класса CFile, но еще не открыли никакого файла, то в m_hFile записана константа hFileNull.Обычно нет необходимости

Из книги UNIX: взаимодействие процессов автора Стивенс Уильям Ричард

Идентификатор транзакций Другая часть стратегии тайм-аутов и повторных передач заключается в использовании идентификаторов транзакций (transaction ID или XID) для распознавания запросов клиента и ответов сервера. Когда клиент вызывает функцию RPC, библиотека присваивает этому

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

16.7 Временная метка и идентификатор сообщения При получении почты интересно узнать время ее отправления и получения. SMTP добавляет эту информацию к пересылаемому сообщению. Кроме того, этот протокол отслеживает все хосты, которые передавали почтовое сообщение, и время

Из книги Adobe Audition 3 учебник автора Автор неизвестен

Dynamic EQ (process) Эффект Dynamic EQ варьирует количество фильтрации со временем. Например, в первой половине волны вы можете поднять высокие частоты, а во второй - изменить ширину затрагиваемой полосы частот. Окно Dynamic EQ имеет три вкладки: Gain, Frequency, и Q (bandwidth). 1. Frequency graph (график

Из книги Справочник по PHP автора

Pan/Expander (process) Эффект Pan/Expand позволяет переместить центральный канал (моно составляющую) из стерео сигнала, а также расширить или сузить стерео разделение левого и правого каналов.Центральный канал панорамируется используя центральный и окружающие каналы стерео записи,

Из книги Разработка приложений в среде Linux. Второе издание автора Джонсон Майкл К.

Stretch (process) Эффект Stretch позволяет изменять высоту тона (питч) звукового сигнала, темп или то и другое. Например, вы можете использовать этот эффект, чтобы увеличить высоту тона фонограммы без изменения ее длительности, или же наоборот изменить длительность не изменяя

Из книги Firebird РУКОВОДСТВО РАЗРАБОТЧИКА БАЗ ДАННЫХ автора Борри Хелен

Идентификатор сессии Итак, идентификатор сессии является именем временного хранилища, которое будет использовано для хранения данных сессии между запусками сценария. Один SID - одно хранилище. Нет SID, нет и хранилища, и наоборот.Так как же соотносится идентификатор и имя

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.

10.2.1. Идентификатор процесса и происхождение Два из наиболее фундаментальных атрибутов - это идентификатор процесса (process ID), или pid, а также идентификатор его родительского процесса. Идентификатор pid - это положительное целое число, которое уникально идентифицирует

Из книги автора

10.2.3. Идентификатор uid файловой системы В очень специальных случаях программе может понадобиться сохранять свои права root для всего, кроме доступа к файловой системе, при котором она использует пользовательский uid. Изначально использовавшийся в Linux NFS-сервер пространства

Из книги автора

Идентификатор домена При создании в базе данных домена вы должны задать идентификатор домена, который является глобально уникальным в базе данных. Разработчики часто используют префикс или суффикс в идентификаторах доменов для улучшения документирования. Например:CREATE

Из книги автора

Из книги автора

Идентификатор родительского процесса Parent Process ID (PPID) Идентификатор процесса, породившего данный

Не смотря на свою стабильность, некоторые приложения в Linux иногда виснут. Иногда приложения перестают отзываться или просто работают так медленно, что корректно закрыть их не получается. Один из способов «убить», запущенное приложение в Linux, это использование таких команд, как kill или killall. Рассмотрим, как использовать эти команды, находить PID процесса и посылать сигнал SIGKILL.

Под процессом мы будем понимать запущенную в системе копию программы. Например, если вы открыли три окна калькулятора (например, gcalctool), это значит, что вы запустили три процесса.

Находим PID зависшего процесса

Каждый процесс в Linux имеет свой идентификатор, называемый PID. Перед тем, как выполнить остановку процесса, нужно определить его PID. Для этого воспользуемся командами ps и grep. Команда ps предназначена для вывода списка активных процессов в системе и информации о них. Команда grep запускается одновременно с ps (в канале) и будет выполнять поиск по результатам команды ps. Вывести список всех процессов можно, выполнив в командной строке:

Но, как правило, список очень большой и найти процесс, который мы хотим «убить», бывает не так просто. Здесь на помощь приходит команда grep. Например, чтобы найти информацию о процессе с именем gcalctool выполните команду:

ps axu | grep gcalctool

Команда grep выполнит поиск по результатам команды ps и на экран будут выведены только те строки, которые содержат строку (слово) gcalctool. Здесь есть одна интересная деталь, например, если у вас не запущено приложение gcalctool, то после выполнения ps axu | grep gcalctool вы получите:

$ ps axu | grep gcalctool yuriy 25587 0.0 0.0 10636 884 pts/2 S+ 10:20 0:00 grep --color=auto gcalctool

То есть мы получили сам процесс grep, так как в качестве параметра команде мы указали слово gcalctool, и grep нашел сам себя в выводе команды ps .

Если процесс gcalctool запущен, то мы получим:

Yuriy@yuriy-NIX:~$ ps axu | grep gcalctool yuriy 25609 7.6 0.4 500840 17964 ? Sl 10:20 0:00 gcalctool yuriy 25624 0.0 0.0 10640 884 pts/2 S+ 10:21 0:00 grep --color=auto gcalctool

Здесь нас интересует строка: «yuriy 25609 7.6 0.4 500840 17964 ? Sl 10:20 0:00 gcalctool ». Число 25609 и есть идентификатор (PID) процесса gcalctool.

Есть еще один более простой способ узнать PID процесса — это команда pidof , которая принимает в качестве параметра название процесса и выводит его PID. Пример выполнения команды pidof:

$ pidof gcalctool 25609

«Убиваем» процесс командой kill

Когда известен PID процесса, мы можем убить его командой kill . Команда kill принимает в качестве параметра PID процесса. Например, убьем процесс с номером 25609:

Kill 25609

Вообще команда kill предназначена для посылки сигнала процессу. По умолчанию, если мы не указываем какой сигнал посылать, посылается сигнал SIGTERM (от слова termination — завершение). SIGTERM указывает процессу на то, что необходимо завершиться. Каждый сигнал имеет свой номер. SIGTERM имеет номер 15. Список всех сигналов (и их номеров), которые может послать команда kill, можно вывести, выполнив kill -l . Чтобы послать сигнал SIGKILL (он имеет номер 9) процессу 25609, выполните в командой строке:

Kill -9 25609

Сигнал SIGTERM может и не остановить процесс (например, при перехвате или блокировке сигнала), SIGKILL же выполняет уничтожение процесса всегда, так как его нельзя перехватить или проигнорировать.

Убиваем процессы командой killall

Команда killall в Linux предназначена для «убийства» всех процессов, имеющих одно и то же имя. Это удобно, так как нам не нужно знать PID процесса. Например, мы хотим закрыть все процессы с именем gcalctool. Выполните в терминале:

Killall gcalctool

Команда killall, также как и kill, по умолчанию шлет сигнал SIGTERM. Чтобы послать другой сигнал нужно воспользоваться опцией -s . Например:

Killall -s 9 gcalctool

Заключение

Некоторые процессы не удается остановить под обычным пользователем. Например, если процесс был запущен от имени пользователя root или от имени другого пользователя системы, то команды kill и killall нужно выполнять от имени суперпользователя, добавляя sudo (в Ubuntu):

Sudo kill 123

Бывают ситуации, когда вы работаете в графическом интерфейсе (например, GNOME) и вам не удается открыть эмулятор терминала, чтобы остановить зависший процесс. Тогда можно переключиться на виртуальную консоль клавишами Ctrl+Alt+F1 , залогиниться в ней и выполнять команды уже из нее. А потом перейти обратно, нажав Ctrl+Alt+F7 .

Справку по использованию любой команды можно получить командой man:

Man ps man grep man pidof man kill man killall

Бывают такие моменты, когда приложение начинает глючить, и вместе с ним и все рабочее окружение, конечно, можно и перезагрузить компьютер, и исправность сама по себе улетучиться, но это не вариант каждый раз перезагружать свой компьютер. И для этого существует команда Kill , которая поможет вам, остановить зависший процесс.

Команда Kill может быть использована, чтобы убить или прекратить процесс, используя “Signal” или “PID”. Команда Kill посылает указанный сигнал чтобы завершить некорректно ведущее себя приложение. Если не указан ни один сигнал, посылается сигнал TERM. Этот сигнал TERM будет убивать процессы, которые не поймают его; для других процессов может быть необходимо использовать сигнал Kill (номер 9), так как этот сигнал не может быть перехвачен.

SIGTERM – это сигнал который запрашивает остановку работы процесса. Этому процессу дается некоторое время на завершение работы.

Ну а с помощью сигнала SIGKILL мы можем заставить процесс прекратить работу немедленно. И Программа не имеет права проигнорировать этот сигнал, и завершает работу приложения.

Ниже приведен формат команды Kill:

kill [ -signal | -s signal ] pid …

Самый простой способ убить процесс, это найти PID ресурса, а затем запустить PID, как аргумент с командой Kill.

Что такое PID?

Каждому процессу Linux или Unix или выполняемой программе, автоматически присваивается идентификационный номер уникального процесса (PID). PID автоматически присваивает номер для каждого процесса в системе.

Вы можете найти PID ресурса с использованием команды “pidof” или команды “ps”. Чтобы узнать PID процесса (скажем, firefox), используйте следующую команду

Pidof firefox

Вы также можете использовать команду в другой форме:

Ps -A | grep -i firefox

В приведенном выше примере, выводится число “23814” которое и является PID процесса firefox. После того, как PID процесса (firefox) вам известно, вы можете использовать команду Kill, чтобы убить процесс (Firefox), как показано ниже.

Kill 23814

Когда команда выполняет уничтожение, то есть она посылает сигнал процессу, чей PID передается вместе с командой в качестве аргумента.

Чтобы быть более конкретным, то команда Kill имеет следующие формы:

• kill PID
• kill -15 PID
• kill -9 PID
• kill -SIGTERM PID
• kill -SIGTERM PID

Команда Kill имеет следующие коды возврата:

• 0 – при успехе
• 1 – неудача
• 64 – частичный успех (если указано более одного процесса)

Еще одна команда, которую вы можете использовать, это KillAll . Killall также использует имя процесса вместо PID и завершает все экземпляры процесса с этим именем. Например, если вы запустили несколько экземпляров Firefox, вы можете завершить их все с помощью команды

Killall firefox

Для X-сервера, есть еще одна команда называется Xkill , которая может убивать процессы. Команда Xkill предназначена для графического режима, без прохождения имени процесса или его PID, то есть если вы запустите в терминале

то у вас появится крестик, с помощь которого вы можете завершить не работающую программу, просто кликнув по ней.

Вот так просто и легко, убивать процессы в операционных системах GNU/Linux.