Linux内核分析06

进程的描述和进程的创建

一，进程的描述

进程控制块PCB——task_struct （进程描述符），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。

struct task_struct数据结构很庞大，进程的标示pid。

Linux进程的状态与操作系统原理中的描述的进程状态有所不同，task_running代表就绪和运行两种状态，取决于它是否获得CPU的控制权。

在这个庞大的数据结构里，所有进程链表struct list_head tasks，一个双向链表。

程序创建的进程具有父子关系，在进程调度中会用到，进程描述符中会有几个域用来表示这样的关系。

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。

二，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。    

fork在父进程和子进程之间各返回一次。

fork出的子进程从哪里开始执行？ fork的进程给了一个系统调用，和传统系统调用创建进程过程时不同。ret_from_fork

 

p指向的是ret_from_fork，所以是从这里开始执行的。
复制内核堆栈的时候是复制的pt_regs，即只复制了SAVE_ALL相关的那一部分，即系统调用压栈的那一部分。
pt_regs里面内容有：
Entry(ret_from_fork)：
最终会跳转到syscall_exit，这之前的内核堆栈状态和syscall_call的一致，然后返回用户态，变成子进程的用户态。

 

创建新进程通过复制已有进程来实现，子进程的许多数据结构需要修改，需要一个新的内核堆栈，该内核堆栈一部分也是从父进程复制过来的，以为需要返回进程。

子进程的fork返回0，因为“childregs->ax = 0; ”。

系统调用内核处理函数：sys_fork,sys_clone,sys_vfork。

复制的内核堆栈时只复制了内核堆栈最栈底的部分，例如：SAVE_ALL，int指令等。

使用gdb跟踪创建新进程的过程

各种函数：

 

进程创建的分析

1. 复制一个PCB——task_struct
2. 要给新进程分配一个新的内核堆栈

　　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。

系统调用内核处理函数sys_fork,sys_vfrok,sys_clone，其实最终执行的都是do_fork。

do_fork里有：

三，心得

在Linux内核的分析里，线程被视作一种特殊的进程，和一般的操作系统里不同，进程的创建和调度都是关键的动作。