Linux内核设计第六周学习总结 分析Linux内核创建一个新进程的过程

Posted 2020-07-01

陈巧然 原创作品转载请注明出处

《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、实验过程

登陆实验楼虚拟机http://www.shiyanlou.com/courses/195

打开shell终端，执行以下命令：

cd LinuxKernel

rm -rf menu

git clone https://github.com/mengning/menu.git

cd menu

mv test_fork.c test.c

make rootfs

可以看到启动后的MenuOS已经包含了fork命令。

可以通过增加-s -S启动参数打开调试模式

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

打开gdb进行远程调试

gdb

file linux-3.18.6/vmlinux

target remote:1234

设置断点

b sys_clone

b do_fork

b dup_task_struct

b copy_process

b copy_thread

b ret_from_fork

二、实验分析

通过实验可知fork()函数创建新进程是通过下列一系列函数实现的：

fork() -> sys_clone() -> do_fork() -> dup_task_struct() -> copy_process() -> copy_thread() -> ret_from_fork()

三、实验总结

操作系统的三大管理功能包括：进程管理、内存管理、文件系统。

fork、vfork、clone三个系统调用都可以创建一个新进程，而且都是通过调用do_fork来实现的；

Linux通过复制父进程来创建一个新进程；

从用户态的代码看fork()函数返回了两次，即在父、子进程中各返回一次，其中父进程返回码为子进程的pid，子进程返回码为0。

当fork()函数调用失败时返回负值，失败原因主要有2个：

1、当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN（11 Try again）；

2、系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM（12 Out of Memory）。

关于init进程创建：

道生一 start_kernel ... cpu_idle

一生二 kernel_init kthreadd

二生三 0 1 2

三生万物 1号进程是所有用户态进程的祖先 2号进程是所有内核线程的祖先