进程与作业

首先，我们来学习用 ps 命令列出正在运行的进程。 对于 ps 的含义，有人认为是 "process snapshot"（进程快照），也有人认为是 "process status"（进程状态）；它的作用就是列出进程。 默认情况下，ps 只列出当前终端中运行的进程，说实话，这样的用处不大：

hacker@dojo:~$ ps
    PID TTY          TIME CMD
    329 pts/0    00:00:00 bash
    349 pts/0    00:00:00 ps
hacker@dojo:~$

上面的例子列出了 shell（bash）和 ps 进程本身，这就是该终端中运行的所有进程。 我们还能看到，每个进程都有一个数字标识符（进程 ID，简称 PID），用于在 Linux 环境中唯一标识一个正在运行的进程。 输出还显示了命令运行所在的终端（本例中为 pts/0），以及进程到目前为止消耗的CPU 时间总量（这些进程的计算需求很低，消耗的时间连 1 秒都不到！）。

多数情况下，直接运行 ps 只能看到这些信息。 要让它更有用，我们需要传入一些参数。

ps 是一个历史悠久的工具，它的用法也因此有些杂乱。 指定参数有两种方式。

“标准”语法：在这种语法中，可以用 -e 列出所有进程，用 -f 以完整格式输出，包括命令的参数。 这两个选项可以合并为一个参数 -ef。

“BSD”语法：在这种语法中，可以用 a 列出所有用户的进程，用 x 列出没有在终端中运行的进程，用 u 生成便于用户阅读的输出。 这三个选项可以合并为一个参数 aux。

这两种方式，即 ps -ef 和 ps aux，输出略有不同，但显示的信息大体可以相互对应。

在 dojo 环境中试试看：

hacker@dojo:~$ ps -ef
UID          PID    PPID  C STIME TTY          TIME CMD
hacker         1       0  0 05:34 ?        00:00:00 /sbin/docker-init -- /bin/sleep 6h
hacker         7       1  0 05:34 ?        00:00:00 /bin/sleep 6h
hacker       102       1  1 05:34 ?        00:00:00 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-server --auth=none -
hacker       138     102 11 05:34 ?        00:00:07 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-server/out/node/entr
hacker       287     138  0 05:34 ?        00:00:00 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-server/lib/vscode/ou
hacker       318     138  6 05:34 ?        00:00:03 /usr/lib/code-server/lib/node --dns-result-order=ipv4first /usr/
hacker       554     138  3 05:35 ?        00:00:00 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-server/lib/vscode/ou
hacker       571     554  0 05:35 pts/0    00:00:00 /usr/bin/bash --init-file /usr/lib/code-server/lib/vscode/out/vs
hacker       695     571  0 05:35 pts/0    00:00:00 ps -ef
hacker@dojo:~$

这里可以看到用于初始化挑战环境的进程（docker-init）、为节省计算资源而在超时后自动结束挑战的进程（sleep 6h，6 小时后超时）、VSCode 环境的进程（几个 code-server 辅助进程）、shell（bash），以及刚刚运行的 ps -ef 命令。 使用 ps aux 看到的情况基本一样：

hacker@dojo:~$ ps aux
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
hacker         1  0.0  0.0   1128     4 ?        Ss   05:34   0:00 /sbin/docker-init -- /bin/sleep 6h
hacker         7  0.0  0.0   2736   580 ?        S    05:34   0:00 /bin/sleep 6h
hacker       102  0.4  0.0 723944 64660 ?        Sl   05:34   0:00 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-serve
hacker       138  3.3  0.0 968792 106272 ?       Sl   05:34   0:07 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-serve
hacker       287  0.0  0.0 717648 53136 ?        Sl   05:34   0:00 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-serve
hacker       318  3.3  0.0 977472 98256 ?        Sl   05:34   0:06 /usr/lib/code-server/lib/node --dns-result-order=
hacker       554  0.4  0.0 650560 55360 ?        Rl   05:35   0:00 /usr/lib/code-server/lib/node /usr/lib/code-serve
hacker       571  0.0  0.0   4600  4032 pts/0    Ss   05:35   0:00 /usr/bin/bash --init-file /usr/lib/code-server/li
hacker      1172  0.0  0.0   5892  2924 pts/0    R+   05:38   0:00 ps aux
hacker@dojo:~$

ps -ef 与 ps aux 有许多共同之处：两者都会显示用户（USER 列）、PID、TTY、进程启动时间（STIME/START）、累计消耗的 CPU 时间（TIME），以及命令（CMD/COMMAND）。 ps -ef 还会输出父进程 ID（PPID），也就是启动当前进程的那个进程的 PID；ps aux 则会输出当前进程占用的系统 CPU 和内存百分比。 此外还有一些其他信息，我们暂时不展开。

好了！ 来练习一下。 在这一关中，我们再次将 /challenge/run 重命名为一个随机文件名，而且这次你无法用 ls 查看 /challenge 目录！ 不过，我们也已经启动了它，所以你可以在运行中的进程列表中找到它，确定文件名，然后直接再次运行它来获取 flag！ 祝你好运！

注意：ps -ef 和 ps aux 都会按照终端宽度截断命令列表（这也是上面的示例在屏幕右侧对齐得如此整齐的原因）。 如果无法看清进程的完整路径，你可能需要把终端加宽（或者把输出重定向到其他地方，以避免截断）！ 也可以将 w 选项传入两次（例如 ps -efww 或 ps auxww），来禁用截断。

你已经学会启动进程、查看进程，现在要学习终止进程了！ 在 Linux 中，这项操作使用名字颇具攻击性的 kill 命令完成。 使用默认选项时（本关只介绍默认用法），kill 会请求进程终止，让它有机会在退出前完成清理工作。

假设你在另一个终端中启动了一个碍事的 sleep 进程（sleep 只是等待命令行中指定的秒数，本例中是 1337 秒），如下所示：

hacker@dojo:~$ sleep 1337

怎样让它结束呢？ 把进程标识符（即 ps 输出中的 PID）作为参数传给 kill，即可终止它：

hacker@dojo:~$ ps -e | grep sleep
 342 pts/0    00:00:00 sleep
hacker@dojo:~$ kill 342
hacker@dojo:~$ ps -e | grep sleep
hacker@dojo:~$

现在，来终止你的第一个进程吧！ 在这一关中，只要 /challenge/dont_run 还在运行，/challenge/run 就会拒绝运行！ 你必须找到 dont_run 进程，并用 kill 终止它。 如果任务失败，pwn.college 将否认曾知晓你的任务。 祝你好运。

你已经学会用 kill 命令终止其他进程，但有时你只想结束那个占着终端的进程！ 好在终端提供了一个快捷键：Ctrl-C（也就是按住 Ctrl 键，再按 C）。它会向当前等待终端输入的应用发送“中断”信号，通常会使应用正常退出。

在这里试试看！ 只有在你中断 /challenge/run 后，它才会给你 flag。 祝你好运！

如果想进一步了解，可以阅读这篇介绍终端和“控制码”的文章（例如 Ctrl-C）。

有时，行为异常的进程会干扰你的工作。 这些进程可能就需要被终止……

在这一关中，一个干扰进程占用了关键资源：位于 /tmp/flag_fifo 的命名管道（FIFO）。和管道练习模块中的 FIFO 挑战一样，/challenge/run 希望将 flag 写入这个管道。 你需要用 kill 终止这个进程。

大致步骤如下：

1. 查看当前正在运行的进程。
2. 在列表中找到 /challenge/decoy，并确定它的进程 ID。
3. 用 kill 终止它。
4. 运行 /challenge/run，不受干扰信息刷屏的影响，拿到 flag（无需重定向它的输出；它会自行写入 FIFO）。

祝你好运！

注意： 即使已经终止了干扰进程，你也可能还会看到几个假 flag。 这是因为 Linux 管道具有缓冲区：可以把管道想象成一段有长度的通道，数据在其中流动；终止干扰进程时，管道中可能仍有数据。 这些已经进入管道的数据会继续到达另一端，也就是你的 cat。 稍等片刻，你就会看到干扰输出停止，然后便可以运行 /challenge/run，完成挑战！

你已经学会用 Ctrl-C 中断进程，但还有更温和的方式可以让你重新使用终端！ 你可以将进程暂停并放到后台，快捷键是 Ctrl-Z。 本关将介绍这一操作，而下一关会带你学习如何恢复这些被暂停的进程！

本关的 run 希望看到自己的另一个实例已经启动，并且使用同一个终端。 怎么做到呢？ 先在终端中启动它，再将其暂停，然后在第一个实例仍处于暂停状态时，启动第二个实例！

通常，暂停进程之后，你会希望在某个时候恢复它。 否则，为什么不直接终止它呢？ 为了恢复进程，shell 提供了内置命令 fg。它会恢复被暂停的进程，并将其重新放回终端的前台。

来试试看！ 本关的 run 要求你先暂停它，再恢复它。 祝你好运！

你已经在前台恢复过进程，使用的是 fg 命令。 要在后台恢复进程，则可以使用 bg 命令！ 这样既能让进程继续运行，又能让你重新使用 shell，在此期间执行更多命令。

本关的 run 希望看到自己的另一个实例正在运行，而不是处于暂停状态，并且使用同一个终端。 怎么做到呢？ 先在终端中启动它，再将其暂停，然后让它在后台运行，这一步使用 bg。在第一个实例运行于后台时，再启动第二个实例！

深入探究： 如果你对更深入的细节感兴趣，可以看看如何区分进程是暂停在后台，还是正在后台运行！ 下面演示一下。 首先，暂停一个 sleep 进程：

hacker@dojo:~$ sleep 1337
^Z
[1]+  Stopped                 sleep 1337
hacker@dojo:~$

sleep 进程现在已经被暂停在后台。 使用 ps 的 -o 选项显示 stat 列，就能看到这一点：

hacker@dojo:~$ ps -o user,pid,stat,cmd
USER         PID STAT CMD
hacker       702 Ss   bash
hacker       762 T    sleep 1337
hacker       782 R+   ps -o user,pid,stat,cmd
hacker@dojo:~$ 

看到那个 T 了吗？ 它表示进程被我们用 Ctrl-Z 暂停了。 bash 的 STAT 列中的 S 表示 bash 正在休眠，等待输入。 ps 那一行中的 R 表示它正在运行，而 + 表示它位于前台！

看看在后台恢复 sleep 后会发生什么：

hacker@dojo:~$ bg
[1]+ sleep 1337 &
hacker@dojo:~$ ps -o user,pid,stat,cmd
USER         PID STAT CMD
hacker       702 Ss   bash
hacker       762 S    sleep 1337
hacker      1224 R+   ps -o user,pid,stat,cmd
hacker@dojo:~$

看！ sleep 现在显示的是 S。 它正在执行等待操作，所以处于休眠状态，但并没有被暂停！ 它也位于后台，所以没有 +。

假设一个进程正在后台运行，而你想继续与它交互。 该怎么做呢？ 和恢复暂停的进程一样，你可以用 fg 将后台运行的进程切回前台！ 这一关将带你练习这项操作！

当然，要让进程在后台运行，不一定非得先暂停它：你可以从一开始就在后台启动它！ 操作很简单，只需在命令末尾加上 &，如下所示：

hacker@dojo:~$ sleep 1337 &
[1] 1771
hacker@dojo:~$ ps -o user,pid,stat,cmd
USER         PID STAT CMD
hacker      1709 Ss   bash
hacker      1771 S    sleep 1337
hacker      1782 R+   ps -o user,pid,stat,cmd
hacker@dojo:~$ 

这里，sleep 正在后台运行，并没有被暂停。 现在轮到你练习了！ 在后台启动 /challenge/run，获取 flag！

每条 shell 命令，包括所有程序和内置命令，在运行结束并终止时，都会返回一个退出码。 shell 或 shell 的使用者（也就是你！）可以根据退出码，判断进程是否成功完成了任务（当然，如何判断成功，取决于这个进程原本应该做什么）。

特殊变量 ? 保存着最近结束的命令的退出码（读取它的值时，别忘了在前面加上 $！）：

hacker@dojo:~$ touch test-file
hacker@dojo:~$ echo $?
0
hacker@dojo:~$ touch /test-file
touch: cannot touch '/test-file': Permission denied
hacker@dojo:~$ echo $?
1
hacker@dojo:~$

如你所见，执行成功的命令通常返回 0；失败的命令通常返回非零值，最常见的是 1，有时也会返回用于标识具体失败原因的错误码。

在这一关中，你必须取得 /challenge/get-code 返回的退出码，然后把这个错误码作为参数，运行 /challenge/submit-code。 祝你好运！