13.6 exit系统调用

接下来，我想讨论一下XV6面临的一个与Sleep&Wakeup相关的挑战，也就是如何关闭一个进程。每个进程最终都需要退出，我们需要清除进程的状态，释放栈。在XV6中，一个进程如果退出的话，我们需要释放用户内存，释放page table，释放trapframe对象，将进程在进程表单中标为REUSABLE，这些都是典型的清理步骤。当进程退出或者被杀掉时，有许多东西都需要被释放。

这里会产生的两大问题：

• 首先我们不能直接单方面的摧毁另一个线程，因为：另一个线程可能正在另一个CPU核上运行，并使用着自己的栈；也可能另一个线程正在内核中持有了锁；也可能另一个线程正在更新一个复杂的内核数据，如果我们直接就把线程杀掉了，我们可能在线程完成更新复杂的内核数据过程中就把线程杀掉了。我们不能让这里的任何一件事情发生。

• 另一个问题是，即使一个线程调用了exit系统调用，并且是自己决定要退出。它仍然持有了运行代码所需要的一些资源，例如它的栈，以及它在进程表单中的位置。当它还在执行代码，它就不能释放正在使用的资源。所以我们需要一种方法让线程能释放最后几个对于运行代码来说关键的资源。

记住这两个问题。

XV6有两个函数与关闭线程进程相关。第一个是exit，第二个是kill。让我们先来看位于proc.c中的exit函数。

这就是exit系统调用的内容。从exit接口的整体来看，在最后它会释放进程的内存和page table，关闭已经打开的文件，同时我们也知道父进程会从wait系统调用中唤醒，所以exit最终会导致父进程被唤醒。这些都是我们预期可以从exit代码中看到的内容。

从上面的代码中，首先exit函数关闭了所有已打开的文件。这里可能会很复杂，因为关闭文件系统中的文件涉及到引用计数，虽然我们还没学到但是这里需要大量的工作。不管怎样，一个进程调用exit系统调用时，会关闭所有自己拥有的文件。

接下来是类似的处理，进程有一个对于当前目录的记录，这个记录会随着你执行cd指令而改变。在exit过程中也需要将对这个目录的引用释放给文件系统。

如果一个进程要退出，但是它又有自己的子进程，接下来需要设置这些子进程的父进程为init进程。我们接下来会看到，每一个正在exit的进程，都有一个父进程中的对应的wait系统调用。父进程中的wait系统调用会完成进程退出最后的几个步骤。所以如果父进程退出了，那么子进程就不再有父进程，当它们要退出时就没有对应的父进程的wait。所以在exit函数中，会为即将exit进程的子进程重新指定父进程为init进程，也就是PID为1的进程。

之后，我们需要通过调用wakeup函数唤醒当前进程的父进程，当前进程的父进程或许正在等待当前进程退出。

接下来，进程的状态被设置为ZOMBIE。现在进程还没有完全释放它的资源，所以它还不能被重用。所谓的进程重用是指，我们期望在最后，进程的所有状态都可以被一些其他无关的fork系统调用复用，但是目前我们还没有到那一步。

现在我们还没有结束，因为我们还没有释放进程资源。我们在还没有完全释放所有资源的时候，通过调用sched函数进入到调度器线程。

到目前位置，进程的状态是ZOMBIE，并且进程不会再运行，因为调度器只会运行RUNNABLE进程。同时进程资源也并没有完全释放，如果释放了进程的状态应该是UNUSED。但是可以肯定的是进程不会再运行了，因为它的状态是ZOMBIE。所以调度器线程会决定运行其他的进程。