《Linux内核分析》第六周学习小结

Posted 2020-07-03 hzy_dky

                                                       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