从零写OS（二十）：wait / exit 完整语义

Wed, 13 May 2026 00:00:00 +0000

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：

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

wait 做的事：

扫描进程表，找有没有自己的子进程且状态是 ZOMBIE
找到了：读退出码，把它设为 UNUSED，返回退出码
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）
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。

Zombie on 大飞的博客

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为什么进程退出后不能直接消失

进程状态机的变化

exit 和 wait 的实现思路