分析Linux内核创建一个新进程的过程

攥写人：于涵  学号：20132119

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（ 学习课程：《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-100

课后问题：

创建的新进程是从哪里开始执行的：ret_from_fork
*childregs = *current_pt_regs();  复制内核堆栈（复制的pt_regs，是SAVE_ALL中系统调用压栈的那一部分。）

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

　ip指向的是ret_from_fork，所以是从这里开始执行的。

 

实验过程：

删除原来menu,clone新的，覆盖test.c

 

make rootfs运行新内核，测试Fork

 

 

用qemu开启虚拟机，使用-s -S冻结

 

开启另一指令行窗口，开启gdb

载入符号表，配置端口

设置断点

跟踪结果

 

知识点：

 

 fork函数，具体的过程：

 

  1. 复制一个PCB——task_struct

  2. 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

  3. 要修改复制过来的进程数据，比如pid、进程链表等，见copy_process内部。

    *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

 

sys_fork,sys_vfrok,sys_clone，最终执行的都是do_fork

 

操作系统内核三大功能：

　　进程管理，内存管理，文件系统

最核心的是进程管理

为了管理，首先要对每一个进程进行描述。进程描述符提供了所有内核需要了解的信息。

进程控制模块：task_struct

　　next_task,prev_task进程链表的管理

　　tty_struct控制台

　　fs_struct文件系统描述

　　file_struct打开的文件描述符

　　mm_struct内存管理的描述

　　signal_struct信号的描述

进程的创建概括以及fork（）一个进程

　　　　Cpu_idle启动两个线程：（0号进程是所有线程的祖先）

　　　　Kernel_init用户态的进程启动，所有用户态进程的祖先（1号进程是所有进程的祖先）

　　　　Kthreadd所有线程的祖先

　　　　在shell命令行创建进程的本质一样：先复制一份进程描述符，0号进程是手工写进代码的，1号进程复制0号的pcb,然后根据1号进程的需要把它的pid等等信息修改掉，再加载一个init可执行程序。