《Linux内核--分析Linux内核创建一个新进程的过程 》 20135311傅冬菁

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 20135311傅冬菁

分析Linux内核创建一个新进程的过程

一、学习内容

 

进程控制块——PCB  task_struct数据结构

PCB task_struct中包含:

进程状态、进程打开的文件、进程优先级信息

 

操作系统管理的三个功能:

1.进程管理 2.内存管理 3.文件系统

 

Linux进程的状态:

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 进程状态分析:

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long state是进程的运行状态,-1是未执行,0是执行中,大于0则是暂停;

*stack 是建立一个内核堆栈;

flags 是定义了每个进程的标识符;

 

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list_head tasks 这部分是定义双向链表的;

mm_struct *mm 这部分是定义内存管理中,进程的地址空间;

以上这部分代码也属于进程任务堆栈;

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定义进程的PID标识符;

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定义进程间父子的继承关系;

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与CPU相关的线程的定义;(在Linux系统中,系统将线程看作是轻量级的进程,基本上将进程和线程一视同仁)

该部分定义了线程的数据结构、文件结构、信号量等;

进程创建分析:

大部分进程都是由fork()函数创建出来的;而调用fork()函数实际上是调用了clone();

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fork()函数代码及分析:

 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <unistd.h>
 4 int main(int argc, char * argv[])
 5 {
 6     int pid;
 7     /* fork another process */
 8     pid = fork();//调用fork创建一个进程;
 9     if (pid < 0) 
10     { 
11         /* error occurred */
12         fprintf(stderr,"Fork Failed!");
13         exit(-1);
14     } 
15     else if (pid == 0) 
16     {
17         /* child process */  
18         printf("This is Child Process!\n");//创建子进程  fork系统调用在父进程和子进程各返回一次
19 } 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 }


fork、vfork和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来实现进程的创建。

创建新进程是通过复制当前进程实现的。do_fork主要是复制了父进程的task_struct,然后修改必要的信息,从而得到子进程的task_struct。复制一个PCB——task_struct

err = arch_dup_task_struct(tsk, orig);

要给新进程分配一个新的内核堆栈

ti = alloc_thread_info_node(tsk, node); tsk->stack = ti; setup_thread_stack(tsk, orig);

这里只是复制thread_info,而非复制内核堆栈要修改复制过来的进程数据,比如pid、进程链表等。

二、实验过程

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三、学习小结

1.Linux通过clone()系统调用实现fork()

2.fork(),vfork(),和clone()库函数都是根据各自需要的参数标志去调用clone(),然后由clone()调用do_fork。其中do_fork函数调用了copy_process()函数,然后让进程执行 Linux通过复制父进程创建新进程,fork、vfork、clone都是通过do_exit实现进程的创建。

3.进程创建的内容:

复制一个PCB struct

给新进程分配一个新的内核堆栈

对子进程进行初始化,修改复制的数据。

4.父进程和子进程各返回一次。

以上是关于《Linux内核--分析Linux内核创建一个新进程的过程 》 20135311傅冬菁的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

《Linux内核分析》 第六节 分析Linux内核创建一个新进程的过程

Linux内核及分析 第六周 分析Linux内核创建一个新进程的过程

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