Linux内核分析作业六

1.阅读理解task_struct数据结构

2.分析fork函数对应的内核处理过程sys_clone，理解创建一个新进程如何创建和修改task_struct数据结构；

fork进程的代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char * argv[])
{
int pid;
/* fork another process */
pid = fork();
if (pid < 0) 
{ 
    /* error occurred */
    fprintf(stderr,"Fork Failed!");
    exit(-1);
} 
else if (pid == 0) 
{
    /* child process */
    printf("This is Child Process!\n");
} 
else 
{  
    /* parent process  */
    printf("This is Parent Process!\n");
    /* parent will wait for the child to complete*/
    wait(NULL);
    printf("Child Complete!\n");
}
}

fork系统调用在父进程和子进程各返回一次。

子 pid=0 
父 pid=子进程的id

3.创建一个新进程在内核中的执行过程

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；

Linux通过复制父进程来创建一个新进程，那么这就给我们理解这一个过程提供一个想象的框架：

• 复制一个PCB——task_struct

     err = arch_dup_task_struct(tsk, orig);
  

• 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
  

• 要修改复制过来的进程数据，比如pid、进程链表等等都要改改吧，见copy_process内部。

• 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，父进程从系统调用中返回比较容易理解，子进程从系统调用中返回，那它在系统调用处理过程中的哪里开始执行的呢？这就涉及子进程的内核堆栈数据状态和task_struct中thread记录的sp和ip的一致性问题，这是在哪里设定的？copy _thread in copy _process

    *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
  

4.使用gdb跟踪创建新进程的过程(实验)

准备工作：在MenuOS里添加fork命令
（这一步跟上一次实验的做法相同）

rm menu -rf 
git clone https://github.com/mengning/menu.git   # 更新Menu
cd menu
mv test_fork.c test.c   # 把test.c覆盖掉
make rootfs

这块克隆有问题我用了字符界面才成功的，神奇吧，

gdb调试：

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S 
gdb
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234

呵呵呵呵，尝试过超级多次无法下载kernel

设置断点：

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

5.新进程是从哪里开始执行的？

ret _ from _ fork

总结

大概的原理基本都懂了，更详细的总结请看http://www.cnblogs.com/javajy/p/5338786.html