《Linux内核分析》第六周学习小结

进程的描述和进程的创建

一.进程的描述

  1. 进程描述符task_struct数据结构:

(1)操作系统的三大功能:

进程管理、内存管理、文件系统

(2)进程的作用:

将信号、进程间通信、内存管理和文件系统联系起来

(3)进程控制块PCB——task_struct数据结构

提供了内核需要了解的信息

(4)task_struct结构庞大,有400多行代码。包含了进程状态、内核堆栈等相关信息的定义。

(5)Linux的进程和操作系统原理中描述的进程状态有所不同,实际内核中,就绪和运行状态都用TASK_RUNNING表示。

(6)进程标志符pid/tpid——用于标识进程

二.进程的创建

1.进程的创建概览及fork一个进程的用户态代码:

(1)进程创建的步骤:复制进程描述符;修改子进程的PCB信息

(2)shell命令如何创建子进程:

使用fork函数在用户态创建子进程;fork系统调用在父进程和子进程各返回一次;在子进程中,返回0,在父进程中,返回子进程ID。

2.理解进程创建过程复杂代码的方法:

先根据对功能的理解,自己预想可以怎样实现;再从源代码中,找到和预想相似的证据。

Fork代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char * argv[])
{
int pid;
/* fork another process */
pid = fork();
if (pid < 0)
{
/* error occurred */
fprintf(stderr,"Fork Failed!");
exit(-1);
}
else if (pid == 0) //pid == 0和下面的else都会被执行到(一个是在父进程中即pid ==0的情况,一个是在子进程中,即pid不等于0)
{
/* child process */
printf("This is Child Process!\n");
}
20.else
21.{
22./* parent process  */
23.printf("This is Parent Process!\n");
24./* parent will wait for the child to complete*/
25.wait(NULL);
26.printf("Child Complete!\n");
27.}
28.}

3.浏览进程创建过程相关的关键代码

4.创建的新进程是从哪里开始执行的?

代码为:

*childregs = *current_pt_regs(); //复制内核堆栈
childregs->ax = 0; //子进程的fork返回0

p->thread.sp = (unsigned long) childregs; //调度到子进程时的内核栈顶
p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork; //调度到子进程时的第一条指令地址

三、实验部分

更新menu内核,然后删除test_fork.c以及test.c

gdb调试fork命令:

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S

设置断电:

在Menu系统中输入fork指令,可以看到只输出了fork功能的描述,在断点处sys_clone处停止了。继续运行,观察每个断点出的结果。

四、总结:

创建一个新进程的执行过程:

1.通过调用do_fork来实现进程的创建;
2.复制父进程PCB--task_struct来创建一个新进程,要给新进程分配一个新的内核堆栈;
3.修改复制过来的进程数据,比如pid、进程链表等等执行copy_process和copy_thread
4、创建成功

郝智宇  无转载  《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
时间: 04-02

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