2019-2020-1 20209329《Linux内核原理与分析》第七周作业

作业信息

这个作业属于哪个课程	<2020-2021-1Linux内核原理与分析）>
这个作业要求在哪里	<2020-2021-1Linux内核原理与分析第七周作业>
这个作业的目标	<在MenuOS中增加命令fork、跟踪分析进程创建的过程>
作业正文	https://www.cnblogs.com/Alannic/p/14015724.html

进程的描述和进程的创建

在MenuOS中增加命令fork

利用实验楼环境执行以下命令，向MenuOS中增加fork命令

cd ~/LinuxKernel
rm -rf menu
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu 
mv test_fork.c test.c
make rootfs

可见新的文件系统里面已经存在fork命令了。

跟踪分析进程创建的过程

首先在shell中输入以下命令

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s

水平新建一个shell,输入以下命令利用gdb进行调试

gdb
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234

在sys_clone、do_fork、dup_task_struct、copy_process、copy_thread、ret_from_fork等处设置断点：

b sys_clone
b do_fork
b dup_task_struct
b copy_process
b copy_thread
b ret_from_fork

在gdb上输入c继续执行，然后再menu里面输入fork命令，可以看到命令停在了do_fork上

继续执行，停止了copy_process

继续执行，陆续停在了dup_task_struct、copy_thread、ret_from_fork上

总结

进程的创建就是从已有的进程中复制出一个新进程，其中父进程和子进程的绝大部分信息是一样的，有些信息则不能一样，比如pid的值和内核堆栈。还有将新进程连接到各种链表中，要保存进程执行到哪个位置，有一个thread数据结构记录ip和sp等信息也不能一样，否则将会发生问题。父进程创建一个子进程，应该会有一个地方复制了父进程的进程描述符Task_struct结构体变量，并有很多地方来修改复制出来的进程描述符结构体变量。因为父子进程各自都有很多自己独立的个性，子进程应该有很多地方修改内核堆栈里的信息，因为内核堆栈里的很多数据是从父进程复制来的，而fork系统调用在父子进程中分别返回到用户态，父子进程的内核堆栈中可能某些信息也不完全一样。还有thread，根据子进程复制的父进程的内核堆栈的状况，肯定要设定好EIP和ESP寄存器，即设定好子进程开始执行的位置。fork一个子进程的过程中，复制父进程的资源时采用了Copy On Write（写时复制）技术，不需要修改进程资源，父子进程是共享内存存储空间的。