20135302魏静静——linux课程第六周实验及总结

linux课程第六周实验及总结

实验及学习总结

1.进程描述符task_struct数据结构 

• 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

• 操作系统的三大功能:

  进程管理、内存管理、文件系统

• 内核通过唯一的进程标识PID来区别每个进程

• Linux为每个进程分配一个8KB大小的内存区域，用于存放该进程两个不同的数据结构：Thread_info和进程的内核堆栈

• task_struct结构的大体框架：
  

• 进程描述符中的state域描述了进程的当前状态：
  • task_running
  • task_interruprtion
  • task_uninterruption
  • task_traced
  • task_stopped

2.进程的创建

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号进程是所有用户态进程的祖先，0号进程是所有内核线程的祖先

• 进程的创建大致步骤：

  1. 调用dup_task_struct()为新进程分配内核栈，task_struct等，其中的内容与父进程相同。
  2. check新进程(进程数目是否超出上限等)
  3. 清理新进程的信息(比如PID置0等)，使之与父进程区别开。
  4. 新进程状态置为 TASK_UNINTERRUPTIBLE
  5. 更新task_struct的flags成员。
  6. 调用alloc_pid()为新进程分配一个有效的PID
  7. 根据clone()的参数标志，拷贝或共享相应的信息
  8. 做一些扫尾工作并返回新进程指针

  • 从堆栈来看：

           

•  那么上图中的schedule_tuil做了什么呢？我们可以从实验中看到：

       

• 创建一个新进程在内核中的执行过程

• 复制一个PCB——task_struct，见copy_process内部

• err = arch_dup_task_struct(tsk, orig);

• 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。

• 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

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