上一章实现了 exec()，用户程序能跑起来了。但进程退出时只是把进程表项清掉，父进程拿不到退出码，也没有办法等待。这一章实现完整的 exit / wait 语义。

为什么进程退出后不能直接消失

直觉上，进程退出就应该立刻清掉进程表项。但这里有个问题：父进程怎么拿到子进程的退出码？

如果进程表项直接清掉，退出码就丢了。父进程调用 wait() 的时机可能比子进程 exit() 晚，也可能早——无论哪种情况，父进程都需要能读到那个退出码。

Linux 的解法是引入**僵尸（zombie）**状态：进程 exit() 后不立即消失，保留退出码，等父进程 wait() 读取后才彻底释放。

这就是为什么 ps 输出里偶尔会出现状态为 Z 的进程——它已经退出了，只是在等父进程来"收尸"。

进程状态机的变化

原来进程只有三个状态：UNUSED、READY、RUNNING。这一章加两个：

UNUSED → READY → RUNNING
                    ↓ exit()
                 ZOMBIE   ← 已退出，等父进程 wait
                    ↑ 唤醒
                 BLOCKED  ← 父进程 wait 时挂起

调度器只挑 READY 的进程运行，ZOMBIE 和 BLOCKED 自然就不会被调度到，不需要改调度器的逻辑。

exit 和 wait 的实现思路

exit 做三件事：

  1. 把退出码存到进程表项，状态改为 ZOMBIE
  2. 如果父进程正在 BLOCKED 等待，把它改回 READY（唤醒）
  3. 切回内核栈和内核页表，hlt 循环等待被回收

wait 做的事：

  1. 扫描进程表，找有没有自己的子进程且状态是 ZOMBIE
  2. 找到了：读退出码，把它设为 UNUSED，返回退出码
  3. 没找到但有活着的子进程：挂起等待（ring3）或返回 -2 让调用方重试（ring0）
  4. 没有子进程：返回 -1

parent_pid 需要在 exec / fork 时记下来，这样 exit 才知道该唤醒谁，wait 才知道哪些进程是自己的子进程。

一个隐蔽的 bug：ring0 进程不能用 BLOCKED

第一版实现里，proc_wait 找不到 ZOMBIE 时，不管什么进程都设成 PROC_BLOCKED。

运行结果是 child=0x0 exit_code=0x0——两个都是初始值 0，没有 reap 的日志，说明第二次 proc_wait 根本没找到 ZOMBIE。

排查发现，问题出在调度器保存上下文的条件上：

void sched_tick(int_regs_t *regs) {
    if (current_proc >= 0 && procs[current_proc].state == PROC_RUNNING) {
        procs[current_proc].ctx.rip = regs->rip;  // 只有 RUNNING 才保存
        // ...
    }
}

proc_wait 在返回 -2 之前，已经把 procs[0].state 改成了 PROC_BLOCKED。下次 timer 中断进来，调度器发现 pid=0 不是 RUNNING，不保存 rip，还用着上一次保存的旧地址。

子进程退出后把 pid=0 改回 READY，调度器恢复它——但恢复的是旧的 rip，不是 proc_wait 返回 -2 之后的位置。内核跳到了别处，完全跳过了第二次 proc_wait 调用，child_pid 和 code 当然还是 0。

修法是：ring0 进程只返回 -2，不改 state，由调用方自己循环重试：

do {
    code = proc_wait(&child_pid);
    if (code == -2) __asm__ volatile("hlt");  // 等一个 timer tick
} while (code == -2);

pid=0 一直保持 PROC_RUNNING，调度器每个 tick 都更新 ctx.rip。子进程退出后，下次 tick 时 pid=0 被调度，iretq 回到 hlt 之后，循环条件成立，再调一次 proc_wait，这次找到 ZOMBIE，正常回收。

ring3 进程（用户态通过 syscall 调用 wait）则可以用 BLOCKED——syscall 返回时走的是 sysret，不依赖 ctx.rip 被精确更新。

验证

[test] exec ok, pid=0x1
[wait] no zombie yet, pid=0x0
Hello from user!
[exit] pid=0x1 code=0x2a
[wait] reap pid=0x1 code=0x2a
[test] wait done, child=0x1 exit_code=0x2a

0x2a = 42，退出码正确传递，父进程等到子进程结束后才继续。

小结

僵尸状态不是"多余的东西"，是为了解决退出码传递的时序问题——进程死了但数据还在，等父进程来取。BLOCKED 让父进程真正挂起而不是空转。这两个机制合在一起，才构成完整的进程生命周期管理。