linux作业六——进程的描述和进程的创建

Posted 2020-07-03

进程的描述和进程的创建

一、进程描述符task_struct

　　为了管理进程，内核必须对每个进程进行清晰的描述，进程描述符提供了内核所需了解的进程信息。

代码关键点：

　　1.Struct list_head task进程链表，双向循环链表链接。

　　2.Struct mm_struct *mm,*active_mm进程地址空间，内存管理

　　3.每个进程都有自己独立的4G进程地址空间。

　　4.Struct thread Struct thread当前任务相关的CPU代码

　　5.Struct fs_Struct *fs文件系统数据结构

　　6.Struct files_struct *files打开的文件描述符列表

　　7.struct signal_stract *signal信号处理

二、进程的创建

　　一号进程是所有用户态进程的祖先，二号进程是所有内核线程的祖先。

　　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；

1.fork 系统调用，用户态用于创建一个子进程。（部分代码如下）

　　if (pid < 0)   出错处理

　　10     {

　　11         /* error occurred */

　　12         fprintf(stderr,"Fork Failed!");

　　13         exit(-1);

　　14     }

　　15     else if (pid == 0)

　　16     {

　　17         /* child process */  子进程   pid=0时 if和else都会执行  fork系统调用在父进程和子进程各返回一次

　　18         printf("This is Child Process!\n");

　　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     }

2.对代码的理解

　　函数对else和else if都会执行，也就是说在fork之后变成两个进程，子进程中pid返回值是0，父进程中pid的返回值是子进程的ID，fork系统调用在子进程和父进程中各返回一次。

创建一个进程是通过复制当前进程来实现的。大致分为三个步骤：

　　1.复制PCB（copy process）

　　2.修改PCB

　　3.分配新的内核堆栈（部分数据拷贝父进程以便返回）

　　*childregs = *current_pt_regs(); //复制内核堆栈

　　childregs->ax = 0; //为什么子进程的fork返回0，这里就是原因！

 

　　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

 

 

3.子进程从哪里开始执行

　　Childregs 调度到子进程的内核堆栈

 

　　Ret_from_fork调度到子进程的第一条指令地址

   　　　　 ↓

　　Syscall_exit

   　　　　 ↓

　　Restore_all正常返回到用户态

三、实验

 

更新到最新版本后开始进行跟踪调试：

 

 

 

这里注意：执行一个fork，会发现只输出一个fork的命令描述，后面并没有执行，因为它停在了sys_clone这个位置。

                                 20135123 秦兆琪