Linux内核分析--理解进程调度时机、跟踪分析进程调度和进程切换的过程
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1.进程的创建
除了0号进程（系统创建的）之外，linux系统中都是由其他进程创建的。创建新进程的进程，即调用fork函数的进程为父进程，新建的进程为子进程。
fork创建进程分为三种情况：
1）对于父进程，fork函数返回新建子进程的pid；
2）对于子进程，fork函数返回 0；
3）如果出错， fork 函数返回 -1。
PID进程的结构体部分：
struct task_struct{
pid_t pid; //进程id
uid_t uid,euid;
gid_t gid,egid;
volatile long state; //进程状态，0 running（运行/就绪）；1/2 均等待态，分别响应/不响应异步信号；4 僵尸态，Linux特有，为生命周期已终止，但PCB未释放；8 暂停态，可被恢复
int exit_state; //退出的状态
unsigned int rt_priority; //调度优先级
unsigned int policy; //调度策略
struct list_head tasks;
struct task_struct *real_parent;
struct task_struct *parent;
struct list_head children,sibling;
struct fs_struct *fs; //进程与文件系统管理，进程工作的目录与根目录
struct files_struct *files; //进程对所有打开文件的组织，存储指向文件的句柄们
struct mm_struct *mm; //内存管理组织，存储了进程在用户空间不同的地址空间，可能存的数据，可能代码段
struct signal_struct *signal; //进程间通信机制--信号
struct sighand_struct *sighand; //指向进程
cputime_t utime, stime; //进程在用户态、内核态下所经历的节拍数
struct timespec start_time; //进程创建时间
struct timespec real_start_time; //包括睡眠时间的创建时间
}
2.运行一个案例：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int main(void) { pid_t pid ; pid = fork(); if(pid < 0) { printf("fail to fork\n"); exit(1); } if(pid == 0) { printf("this is the child,pid is : %u\n",getpid()); exit(0); } if(pid > 0) { printf("this is the parent\n"); exit(0); } return 0; }
3.gdb分析：
依次执行：
cd menu
gcc linktable.c menu.c test.c -lpthread -o init -m32 -static
cd ../rootfs
cp ../menu/init ./
find . | cpio -o -Hnewc |gzip -9 > ../rootfs.img
qemu-system-i386 -kernel '/home/xu/mykernel/linux-5.0.2/arch/x86/boot/bzImage' -initrd /home/xu/mykernel/rootfs.img -S -s -append nokaslr
开启另一终端，启用gdb调试
gdb vmlinux target remote:1234 b sys_clone b dup_task_struct b do_fork b copy_process b copy_thread b ret_from_for
进程的建立经历了：sys_clone->do_fork->copy_process->copy_thread->ret_form_fork
创建新进程成功后，系统中出现两个基本完全相同的进程，这两个进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略。 每个进程都有一个独特（互不相同）的进程标识符（process ID），可以通过getpid（）函数获得，还有一个记录父进程pid的变量，可以通过getppid（）函数获得变量的值。 fork执行完毕后，出现两个进程，进程1的变量为count=0，fpid！=0（父进程）。进程2的变量为count=0，fpid=0（子进程），这两个进程的变量都是独立的，存在不同的地址中，不是共用的，这点要注意。可以说，我们就是通过fpid来识别和操作父子进程的。 还有人可能疑惑为什么不是从#include处开始复制代码的，这是因为fork是把进程当前的情况拷贝一份，执行fork时，进程已经执行完了int count=0;fork只拷贝下一个要执行的代码到新的进程。
