プログラムとプロセス
2010年05月11日
情報科学類 コンピュータリテラシ
筑波大学 システム情報工学研究科
コンピュータサイエンス専攻, 電子・情報工学系
新城 靖
<yas@is.tsukuba.ac.jp>
このページは、次の URL にあります。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/coins/literacy-2010/2010-05-11
あるいは、次のページから手繰っていくこともできます。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/
http://www.cs.tsukuba.ac.jp/~yas/
「端末」を複数開くと、「シェル」のプロセスが２つ。 プログラムとしては、同じ bash だが、プロセスとしては別物になる。
その昔は、１度に１個のプログラムだけしかメモリに入れられなかった。 (プログラムとプロセスの違いが希薄。)
$ ls ![[←]](../icons/screen-return.gif)
$ ps
PID TT STAT TIME COMMAND
639 s000 S 0:00.01 -bash
652 s000 S+ 0:00.20 emacs
646 s001 S 0:00.01 -bash
$ ![[]](../icons/screen-cursor.gif)
1行が1プロセスに対応。左から次のような意味を持つ。
/dev/ttys001は
s001になる。
R (runnable)
U (uninterruptible), D (Disk),
S (Sleep)、I (Idle)
Z (Zombie)
T (Traced)
TIME
COMMAND
$ ps x
PID TT STAT TIME COMMAND
526 ?? Ss 0:00.06 /sbin/launchd
547 ?? S 0:00.26 /System/Library/CoreServices/Dock.app/Contents/MacOS
548 ?? S 0:00.31 /System/Library/CoreServices/SystemUIServer.app/Cont
549 ?? S 0:00.62 /System/Library/CoreServices/Finder.app/Contents/Mac
553 ?? S 0:01.33 /System/Library/Frameworks/ApplicationServices.frame
556 ?? S 0:00.00 /usr/sbin/pboard
560 ?? S 0:00.01 /System/Library/Frameworks/InputMethodKit.framework/
561 ?? S 0:00.35 /System/Library/Input Methods/Kotoeri.app/Contents/M
564 ?? S 0:00.17 /usr/libexec/UserEventAgent -l Aqua
578 ?? S 0:00.04 /System/Library/CoreServices/Menu Extras/TextInput.m
580 ?? S 0:00.01 /System/Library/CoreServices/CCacheServer.app/Conten
604 ?? S 0:00.09 /System/Library/Frameworks/OpenGL.framework/Versions
606 ?? S 0:09.23 /Applications/iTerm.app/Contents/MacOS/iTerm -psn_0_
616 ?? S 0:02.03 /Applications/Firefox.app/Contents/MacOS/firefox-bin
638 s000 Ss 0:00.01 login -fp yas
639 s000 S 0:00.01 -bash
652 s000 S+ 0:00.21 emacs
645 s001 Ss 0:00.01 login -fp yas
646 s001 S 0:00.01 -bash
659 s001 R+ 0:00.00 ps x
$
$ ps a
$ ps u
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TT STAT STARTED TIME COMMAND
yas 652 0.0 0.3 2451208 13168 s000 S+ 5:58PM 0:00.21 emacs
yas 646 0.0 0.0 2435468 1008 s001 S 5:58PM 0:00.01 -bash
yas 639 0.0 0.0 2435468 1008 s000 S 5:58PM 0:00.01 -bash
$
%CPU
%MEM
VSZ (Virtual Size)
RSS (resident set size)
STARTED
親子関係により、プロセスは全体として木構造を作る。
親プロセスのプロセス識別子は、psコマンドに「l」オプションをつけると PPIDのところに表示される。
$ ps l
UID PID PPID CPU PRI NI VSZ RSS WCHAN STAT TT TIME COMMAND
1013 639 638 0 31 0 2435468 1008 - S s000 0:00.01 -bash
1013 652 639 0 31 0 2451208 13168 - S+ s000 0:00.21 emacs
1013 646 645 0 31 0 2435468 1008 - S s001 0:00.02 -bash
$
PID 652 の emacs の親プロセスは、PID 639 の bash。
Unix では、プロセスを殺す方法は、主に次の２つ。
$ cat
Line 1
Line 1
Line 2
Line 2
^C
$
^C と同様に ^\
(「^＼」または「^￥」)
もプロセスを強制終了させるキーで
ある。^\ は、^Cが利かないときでも利くことがある。
^\ の場合、デバッグ用にcore という名前のファイル
ができる。普段は、core ファイルは不要なので、^C を使うべ
きである。
coins の環境では、core ファイルが作られないように設定されている。 core ファイルの利用方法は、デバッガ gdb のマニュアル、 man core (core ファイルの man ページ(man コマンドで表示されるページ))、 Unix Super Text 下巻 「第60章 デバッグの方法」を参照。
stty コマンドを使うと、^C や ^\ を変更でき
る。
$ stty -a
speed 38400 baud; 35 rows; 80 columns;
lflags: icanon isig iexten echo echoe echok echoke -echonl echoctl
-echoprt -altwerase -noflsh -tostop -flusho pendin -nokerninfo
-extproc
iflags: -istrip icrnl -inlcr -igncr ixon -ixoff ixany imaxbel -iutf8
-ignbrk brkint -inpck -ignpar -parmrk
oflags: opost onlcr -oxtabs -onocr -onlret
cflags: cread cs8 -parenb -parodd hupcl -clocal -cstopb -crtscts -dsrflow
-dtrflow -mdmbuf
cchars: discard = ; dsusp = ^Y; eof = ^D; eol = ;
eol2 = ; erase = ^?; intr = ^C; kill = ^U;
lnext = ; min = 1; quit = ^\; reprint = ^R; start = ^Q;
status = ; stop = ^S; susp = ^Z; time = 0; werase = ^W;
$
「intr」のところに表示されるものが「^C」,
「quit」のところに表示されるものが「^\」に相当するキー。
「kill」は、１行削除の意味。
^C や ^\ で死なないプロセス
(lv, emacs など)
を殺すには、kill コマンドを使う。
$ kill pid
これは、プロセス識別子pidのプロセスを殺す。
他人のプロセスは、権限がないので殺せない。
注意：pid には、プロセス識別子となる番号を入れる。「p」、
「i」「d」と3文字打つのではない。
-KILLをつけてkillコマンドを実行する。
$ kill -KILL pid
図? アクセス制御における主体、オブジェクト、および、操作
Unixでは、アクセス制御の主体は、プロセスである。 アクセス制御のオブジェクトは、ファイル、または、プロセスである。 操作には、次のようなものがある。
図? 実世界のユーザとUNIX中のプロセス・ファイル
Unixでは、全てのファイルやプロセスは、あるユーザの所有物である。 ファイルとプロセスには、UID が付加されている。
１人のユーザが複数のグループに属することができる。
whoamiコマンドを用いる。
$ whoami
yas
$
この例では、この人(のプロセス)のユーザ名は、yas 。
プロセスが属しているグループのグループ名を調べるには、
groupsコマンドを用いる。
$ groups
ugrad _developer netaccounts everyone com.apple.sharepoint.group.1
$
この例では、この人(のプロセス)は、
ugrad, _developer, netaccounts
everyone,
com.apple.sharepoint.group.1,
という5つ
のグループに属している。
idコマンドも使える。
$ id
uid=1013(yas) gid=530(ugrad) groups=530(ugrad),204(_developer),62(netaccounts),12(everyone),402(com.apple.sharepoint.group.1)
$
$ ls -l ~/.bashrc
-rw-r--r-- 1 yas prof 183 3 4 15:47 /home/prof/yas/.bashrc
$ ls -ld ~
drwxr-xr-x 53 yas prof 12288 5 10 17:55 /home/prof/yas
$
この例では、UID 属性が yas、GID 属性が prof である。
ファイルの「内容」のアクセス３段階であるが、ファイルの「属性」次の２段 階である。
スーパー・ユーザ(super user)
は、UID が 0 。
特権ユーザ(privileged user)、
ルート(root)、
su
(su コマンド、あるいは super user の略)ともよばれる。
スーパーユーザのユーザ名は、慣例として
root
という文字列が使われる。
ファイルのバックアップなど、システム管理の作業には スーパー・ユーザの仕組みが必要になる。
chown コマ
ンドを用いる。ただし、スーパーユーザの権限が必要である。
ファイルをコピーして、元ファイルを消すことはできる。
ファイルの GID 属性を変更するには、chgrp コマンドを使う。
一般ユーザは、自分が属しているグループにのみ変更できる。
任意のグループに変更するには、スーパー・ユーザの権限が必要である。
$ ls -l file1.txt
-rw-r--r-- 1 yas prof 2 5 10 18:59 file1.txt
$ chmod go-r file1.txt
$ ls -l file1.txt
-rw------- 1 yas prof 2 5 10 18:59 file1.txt
$
file1に対して、グループ(g)とそれ以外の人(o)に対して「読込み可」の許可を
取り除いている。
chmodは一般的には次の形式で実行する。
$ chmod set file1 file2 ...
set の形式
[ugoa][=+-][rwx]
ここの[ugoa]は、誰に対するアクセスの設定を変更するかを対象となる人を以
下の表から選んで並べる(複数可)。
| 文字 | 単語 | 意味 | |
| u | user | ユーザ（利用者，所有者） | |
| g | group | グループ | |
| o | others | その他 | |
| a | all | 全員、ugo と同じ |
| 文字 | 意味 |
| + | 許可を追加する |
| - | 許可を除く |
| = | 指定した許可だけとする |
| 文字 | 単語 | 意味 |
| r | read | 読込み可 |
| w | write | 書込み可 |
| x | execute | 実行可 |
| X | execute | 実行可(所有者に対して「実行可」がある時だけ) |
chmod には、-R (recursive)オプションがある。 これは、ディレクトリをたぐり全部変更することを意味する。
rw-r--r--
rwxr-xr-x
rwxr-xr-x
rwx------
~/Mail ディレクトリのモード
rw-r--r--
~/public_html以下のファイル)
rwxr-xr-x
public_html以下のディレクトリ)
rwxr-xr-x または rwx--x--x
~。~/public_html の親ディレクトリ)。
x ビットを出す。
rw-rw-r-- または rwxrwxr-x
r-xr-xr-x, r-x------
rwx------になっていたら、いくら
~/public_html のモードを rwxr-xr-x にしても、アクセスで
きない。
ps プロセスの一覧の表示 ps ux プロセスの一覧の表示(BSD,Linux) ps aux プロセスの一覧の表示(BSD,Linux) stty all 端末の状態の表示(BSD) stty -a 端末の状態の表示(System V,Linux) kill PID プロセスを殺す kill -KILL PID プロセスを殺す(必殺) ls -l f1 f2 f3 ファイルの属性の表示 ls -d d1 d2 d3 ディレクトリの名前の一覧の表示 chmod [ugoa][=+-][rwx] f1 f2 f3 モード属性の変更 whoami プロセスのUID属性の表示 groups プロセスのgroups属性の表示 id プロセスのUID,GID,groups属性の表示PID はプロセス識別子。 ;
ＴＡや教官からメールが来て、必要な返事は、次の実習時間／講義時間までに 出すこと。
coins 以外のメール・サーバを主に使うときには、~/.forward による転送の設 定を行うこと。
~/.forward
というファイルに、転送先のアドレスを書く。
たとえば、
shiro@himalaya.is.tsukuba.ac.jp に届いたメールを全て
shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp に転送したいとする。この時、
himalaya の方のホーム・ディレクトリの下の
~/.forward に次のように書く。
shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp単純に転送先のアドレスを書く方法では、
~/.forwardが
あるホストには、何も残らないが、コピーを残しながら、転送する方法もある。
それには、次のように自分のログイン名に\を付けたア
ドレスを含める。
\shiro, shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp注意:「
\」は、ASCII 「5c(16進数)」である。
「＼」と表示されたり「￥」と表示されることがある。
「／」ではない。
この例では、himalaya に届いた電子メールは、himalaya と
いうホストの
\shiroというユーザの
配送プログラム用メール・ボックスに入り、
さらに、shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp にも送られる。
alps にログインした時にも、
alps と himalaya の両方のメールが読め、
また、himalaya にログインしてもやはり
alps と himalaya の両方のメールが読める
と便利に思えるかもしれない。しかし、こうすることは技術的に難しいので、
しばらくはあきらめて欲しい。
\loginnameの機能をつかっても、なかなかうまくいかない。
たとえば、次のよう
な ~/.forward を作成したと考える。(実際に実行すると危険なので、
考えるだけする。)
(alps:~/.forward) \shiro, shiro@himalaya.is.tsukuba.ac.jp
(himalaya:~/.forward) \shiro, shiro@alps.is.tsukuba.ac.jpこの状態で、
shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp にメールが届いた
場合、次のようなことが起る。
alps にコピーが残され、かつ、
shiro@himalaya.is.tsukuba.ac.jp に送らる。
himalaya では、やはり、コピーが残され（ここまでは順調）、
さらに、shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp に送られる（！）。
alps では、コピーが残され（２回目）、himalaya
に送られる。
himalaya では、コピーが残され（２回目）、
さらに、shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp に送られる。
alps では、コピーが残され（３回目）、himalaya
に送られる。
himalaya では、コピーが残され（３回目）、
さらに、shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp に送られる。
alps では、コピーが残され（４回目）、himalaya
に送られる。
himalaya では、コピーが残され（４回目）、
さらに、shiro@alps.is.tsukuba.ac.jp に送られる。
３ヵ所以上でこの設定をしたとすると、中継される度にメールが増殖する。
\loginname の機能を使っていなかったとすると、コピーは
残らないが、メールが行き来するだけで、どこにも届けられずにエラーになる。
~/.forward の設定をしたら、必ず自分で自分あてに電子メールを出
して届くかテストすること。~/.forward の設定を間違えると、エラー
のメールも届かなくなるので、エラーが起こっていることさえわからなくなる。
~/.forward の機能は、もともとは、sendmail という種類のMTA の機
能である。他の MTA (qmail, postfix)でも使えるように設定していることが多い。
~/.forward の応用として、他のアドレスに電子メールを転送するの
ではなく、（サーバ上で実行される）プログラムに転送する機能がある。すな
わち、（サーバ上で）プログラムを実行して標準入力に電子メールの内容を与
えるという機能がある。これには、次のように~/.forwardに書く。
"| /program/path/name arg1 arg2 arg3 ... argn"このように、
| に続いて、プログラムのパス名と引数を書き、
全体を "" で括る。
この機能を使って、受け取った電子メールを自動的に分類したり、
spamメール
を排除したりすることができる。たとえば、MH の
slocalやprocmail と呼ば
れているプログラムがこの機能を使っている。
`#'ファイル
名`#'」のようになっているものは、emacs-mule-unix になっている。この
文字コードのままレポートとして投稿するなど、Emacs 以外のプログラムに渡
してはならない。他のプログラムに渡す時には、EUC-JP など、他のプログラム
でも解釈できる標準のコードにしなさい。
ファイルに保存する時の文字コードを変更するには、次の機能を使う。
M-x set-buffer-file-coding-system
M-x universal-coding-system-argument
以後、文字コードを指定し、C-x C-f の操作を行う。
$ ps
$ ps -l
ps コマンドに、次のオプションを与えて、動作を確認しなさい。
$ ps l
$ ps -l
他のオプションについて、man ps を見て見なさい。
$ ps aux | lv
この方法を、確かめなさい。lv コマンドについては、
手引き 2.2.12 参照。
練習問題(312) lvコマンド
を参照しなさい。q(終了)、次のページへの移動(スペースキー)、
ページを戻る(b)は、必ず覚えなさい。
$ ps aux
$ ps auxw
あるいは、iTerm の画面を横幅を広げて ps コマンドを打ちなさい。
横幅を広げるには、右下の斜線が入っている部分をドラッグすればよい。
$ top
$ top -o cpu
(CPU を消費している順)
MacOSX では、top コマンド自分自身が「重たい」と認識される。
その場合は、top コマンドが表示を変更する頻度を下げる。
$ top -s 4 -o cpu
man top でマニュアルを表示して、-o オプションと -U の使い方を
調べなさい。そして、メモリの利用順 (rsize) で表示しなさい。
-U オプションで自分自身のプロセスだけを表示しなさい。
$ top -U $USER
$ pstree
$ pstree | lv
iTerm の画面の横幅を広げると見やすい。
$ open "/Applications/Utilities/Activity Monitor.app"
または、Finder で、「移動」メニューから「ユーティリティ」を
選択。「アクティビティモニタ.app」のアイコンをダブルクリック。
アクティビティモニタの表示
表示されるプロセスの範囲を変えてみなさい。top コマンドの表示と比較しなさい。
$ cat
aaa
aaa
bbb
bbb
^C
$
なお、^C と 入力の終わりを意味する ^D は働きが異な
る。どちらでもプロセスが終了することがあるが、強制終了したい場合には、
^C を使いなさい。
$ ls -R ~/Library
（大量の表示、省略）
^C
$
C-c) は、C-x C-c のように、その
キーに割り当てられた関数を実行する意味。)
C-c は、C-x と同じように、2ストローク以上で１つの意
味をなすことが多い。何もない状態でC-c を打った場合には、
C-g によりキャンセルしなさい。
$ ps ux | grep cat
$ ps uxw | grep cat
この機能を利用して見なさい。
次のようにして、Finder や Dock のプロセスの PID を調べなさい。
$ ps uxw | grep Finder
$ ps uxw | grep -i finder
$ ps uxw | grep Dock
$ ps uxw | grep -i dock
grep コマンドに -i オプションを付けると大文字と小文字を関係なく調べるこ
とができる。
$ ps uxw | grep cat
$ kill 数
(まず、Commandキー(
) と Option キーを左手で押し、
押しっぱなしの状態で、右手で Esc キーを一度押して離す。)
この機能を確認しなさい。なお、この機能では、ウインドウを開くプロセスし か強制終了できない。iTerm の中で実行されるプロセスや端末とは結びついて いないプロセスを強制終了するには、kill コマンドを使うしかない。
$ id
$ whoami
$ groups
$ ls -l file1.txt
-rw-r--r-- 1 yas prof 2 5 10 18:59 file1.txt
$ chmod go-r file1.txt
$ ls -l file1.txt
-rw------- 1 yas prof 2 5 10 18:59 file1.txt
$
go-r を含めて、様々なモードの設定方法がある。
次の設定方法の意味を確認しなさい。
emacs -nw で、端末の中で Emacs を実行する。
あるいは、lv /etc/services 等で、ファイルを表示する。
fgコマンドを実行する。
$ fg
coins では、コマンドラインから次のように打つと、 ProfileManager という機能が働く。
$ firefox-profilemanager
この画面で、プロファイルの作成、削除、指定しなかった時に使われるプロファ
イルを指定することができる。(プロファイルが複数ある場合、１個目の
Firefox のプロセスを実行する時にoption キーを押しながら実行すると、この
機能が働く。)
複数のプロファイルを用いればね複数の Firefox のプロセスを同時に実行する ことができる。Firefox は、もともと１つのプロセスで複数のウインドウを開 くこともできる。この２つの機能の違いと有効な利用方法を考えなさい。
M-x set-buffer-file-coding-system
Emacs で文字コードを指定しながらファイルを開くには、次のようにする。
M-x universal-coding-system-argument
M-x は、Esc x でもよい。
Coding system for following command (default, xxx):
Coding system for following command (default, xxx): euc-jp-unix
C-x C-f (find-file) を実行する。
M-q runs the command fill-paragraph which is an interactive compiled Lisp function in `textmodes/fill'. It is bound to M-q.M-q または Esc q で、標準で 70 以内になるように次のように整える。
M-q runs the command fill-paragraph which is an interactive compiled Lisp function in `textmodes/fill'. It is bound to M-q.整える範囲は、上下に空行で区切られた範囲である。長過ぎる行は、改行が入 れられる。英単語の場合には、途中で改行することはない。日本語の場合には、 標準では、35文字で改行される。
この機能を確認しなさい。
C-u 数 C-x f
あるいは、折り返したい位置にカーソルを移動してから次のように打つ。
C-x f
以後、M-q または Esc q で折り返しを行った時には、指定
した文字数で折り返される。この機能を確認しなさい。
全てのプロセスの親プロセスは、PID 1 プロセスになっている(根に相当)。
$ ls -l file1.txt
(ファイルのグループの表示)
$ id
(自分（プロセス）が属しているグループの表示)
$ chgrp グループ file1.txt
$ ls -l file1.txt
(ファイルのグループの表示)
$
/tmp など、誰でも書き込みできる場所にファイルを作成すると、その
ファイルの UID 属性はどうなるか調べなさい。新たに実験用のディレクトリを
mkdir コマンドで作成しなさい。そのディレクトリのGID属性を chgrp で変更
し、その中に新たなファイルやディレクトリを作成したら、その GID がどう設
定されるかを確かめなさい。また、既存のファイルをmv コマンドで移動したら
どうなるかを調べなさい。
以下の問題について、問題、および、回答をテキスト・ファイルに記述し、 レポート提出ページから提出しなさい。端末の表示 (コマンドの実行結果)は、コピー＆ペースト等の機能を使って提出するファイ ルに含めなさい。課題が達成されたことを示す程度には見やすいように編集し なさい。ただし、過度の編集は避けなさい。編集した部分は必要に応じて省略 記号を入れなさい。
テキスト・ファイルで、右揃えをするには、パラグラフの区切りを、空行にし た上で、M-q (Esc q, M-x fill-paragraph) の機 能を利用するとよい。
(1) 端末を２つ開きなさい。片方で強制終了させてもよいプロセスを作成しな さい。プロセスの作成方法としては、たとえば、lv コマンドでテキスト・ファ イルを表示する方法が考えられる。もう一方の端末で、そのコンピュータで動 作している自分自身のプロセスだけを ps コマンドで表示しなさい。端末と結 びついていないプロセスも含めなさい。
(2) kill コマンドを使って、(1) で作成したプロセスを殺しなさい。ps コマ ンドの結果を示し、それがきちんと死んだことを示しなさい。
(3) まず、適当な内容を持つテキスト・ファイルを作成しなさい。そして、次 のような要求を満たすように chmod コマンドを使ってモードを変更しなさい。 提出するファイルには、chmod コマンドをどのように利用したか、また、その 結果 ls -l の表示がどのようになったかを含めなさい。
(4) 電子メールの転送について、当てはまる行の先頭に yes, 当てはまらない 行の先頭に no と記述しなさい。
(a) coins 以外に電子メールのアカウントがある。 (b) coins のメールを毎日読む。 (c) ~/.forward の機能を理解した。 (d) ~/.forward を設定した。
(5) coinsに届いたメールを毎日確認する方法を書きなさい。
(6) ls -l (ls -ld) を使って、次のファイルのモードを調べなさい。そして、 どのようなユーザやグループがどのようにアクセスできるかを説明しなさい。
(7) The Unix Super Text の次の部分を読みなさい。
(8) The Unix Super Text の次の部分を読みなさい。