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概述
进程在Linux内核中使用task_struct结构体来表述，所以简单点理解可以认为进程的创建是围绕该结构体的成员进行构建的。在Linux中我们能够用于创建进程的系统调用有clone()、fork()及vfork()。
在传统的unix系统中以统一的方式创建进程：子进程复制父进程的所有资源，但是我们在实际应用中，子进程创建完成后会立即调用execve(),这样会清除从父进程拷贝过来的地址空间，这就意味着我们花费了大量时间从父进程复制过来的资源，其实没有使用就丢弃了。所以Linux对进程创建就优化了这里的不合理性，主要是通过以下三种机制解决的：
- 写时复制机制：父子进程共享读相同的地址空间，当父子进程中有任一方需要写的才执行复制操作。
- 对于轻量级进程（可以简单理解为线程）：共享进程在内核中的绝大部分数据结构：如页表（整个用户态的地址空间），打开文件表及信号处理。
- vfork()系统调用创建的进程能共享父进程的内存地址空间。它是通过阻塞父进程的执行来防止父进程对共享数据的修改。
进程的创建
Linux的系统调用clone(), fork()及vfork()可以用于创建进程，但是实际上他们最终都是通过调用do_fork()函数对进程进行创建的，只是传递给do_fork()的参数有些不一样。所以主要对do_fork()函数进行分析：
/*
* Ok, this is the main fork-routine.
*
* It copies the process, and if successful kick-starts
* it and waits for it to finish using the VM if required.
*/
/**
* 负责处理clone,fork,vfork系统调用。
* clone_flags-与clone的flag参数相同
* stack_start-与clone的child_stack相同
* regs-指向通用寄存器的值。是在从用户态切换到内核态时被保存到内核态堆栈中的。
* stack_size-未使用,总是为0
* parent_tidptr,child_tidptr-clone中对应参数ptid,ctid相同
*/
long do_fork(unsigned long clone_flags,
unsigned long stack_start,
struct pt_regs *regs,
unsigned long stack_size,
int __user *parent_tidptr,
int __user *child_tidptr)
{
struct task_struct *p;
int trace = 0;
/**
* 通过查找pidmap_array位图,为子进程分配新的pid参数.
*/
long pid = alloc_pidmap();
if (pid < 0)
return -EAGAIN;
/**
* 如果父进程正在被跟踪,就检查debugger程序是否想跟踪子进程.并且子进程不是内核进程(CLONE_UNTRACED未设置)
* 那么就设置CLONE_PTRACE标志.
*/
if (unlikely(current->ptrace)) {
trace = fork_traceflag (clone_flags);
if (trace)
clone_flags |= CLONE_PTRACE;
}
/**
* copy_process复制进程描述符.如果所有必须的资源都是可用的,该函数返回刚创建的task_struct描述符的地址.
* 这是创建进程的关键步骤.
*/
p = copy_process(clone_flags, stack_start, regs, stack_size, parent_tidptr, child_tidptr, pid);
/*
* Do this prior waking up the new thread - the thread pointer
* might get invalid after that point, if the thread exits quickly.
*/
if (!IS_ERR(p)) {
struct completion vfork;
if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
p->vfork_done = &vfork;
init_completion(&vfork);
}
/**
* 如果设置了CLONE_STOPPED,或者必须跟踪子进程.
* 就设置子进程为TASK_STOPPED状态,并发送SIGSTOP信号挂起它.
*/
if ((p->ptrace & PT_PTRACED) || (clone_flags & CLONE_STOPPED)) {
/*
* We'll start up with an immediate SIGSTOP.
*/
sigaddset(&p->pending.signal, SIGSTOP);
set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING);
}
/**
* 没有设置CLONE_STOPPED,就调用wake_up_new_task
* 它调整父进程和子进程的调度参数.
* 如果父子进程运行在同一个CPU上,并且不能共享同一组页表(CLONE_VM标志被清0).那么,就把子进程插入父进程运行队列.
* 并且子进程插在父进程之前.这样做的目的是:如果子进程在创建之后执行新程序,就可以避免写时复制机制执行不必要时页面复制.
* 否则,如果运行在不同的CPU上,或者父子进程共享同一组页表.就把子进程插入父进程运行队列的队尾.
*/
if (!(clone_flags & CLONE_STOPPED))
wake_up_new_task(p, clone_flags);
else/*如果CLONE_STOPPED标志被设置，就把子进程设置为TASK_STOPPED状态。*/
p->state = TASK_STOPPED;
/**
* 如果进程正被跟踪,则把子进程的PID插入到父进程的ptrace_message,并调用ptrace_notify
* ptrace_notify使当前进程停止运行,并向当前进程的父进程发送SIGCHLD信号.子进程的祖父进程是跟踪父进程的debugger进程.
* dubugger进程可以通过ptrace_message获得被创建子进程的PID.
*/
if (unlikely (trace)) {
current->ptrace_message = pid;
ptrace_notify ((trace << 8) | SIGTRAP);
}
/**
* 如果设置了CLONE_VFORK,就把父进程插入等待队列,并挂起父进程直到子进程结束或者执行了新的程序.
*/
if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
wait_for_completion(&vfork);
if (unlikely (current->ptrace & PT_TRACE_VFORK_DONE))
ptrace_notify ((PTRACE_EVENT_VFORK_DONE << 8) | SIGTRAP);
}
} else {
free_pidmap(pid);
pid = PTR_ERR(p);
}
return pid;
}
作为子进程描述符的主要初始化操作，是通过copy_process()函数来完成的：
/*
* This creates a new process as a copy of the old one,
* but does not actually start it yet.
*
* It copies the registers, and all the appropriate
* parts of the process environment (as per the clone
* flags). The actual kick-off is left to the caller.
*/
/**
* 创建进程描述符以及子进程执行所需要的所有其他数据结构
* 它的参数与do_fork相同。外加子进程的PID。
*/
static task_t *copy_process(unsigned long clone_flags,
unsigned long stack_start,
struct pt_regs *regs,
unsigned long stack_size,
int __user *parent_tidptr,
int __user *child_tidptr,
int pid)
{
int retval;
struct task_struct *p = NULL;
/**
* 检查clone_flags所传标志的一致性。
*/
/**
* 如果CLONE_NEWNS和CLONE_FS标志都被设置，返回错误
*/
if ((clone_flags & (CLONE_NEWNS|CLONE_FS)) == (CLONE_NEWNS|CLONE_FS))
return ERR_PTR(-EINVAL);
/*
* Thread groups must share signals as well, and detached threads
* can only be started up within the thread group.
*/
/**
* CLONE_THREAD标志被设置，并且CLONE_SIGHAND没有设置。
* (同一线程组中的轻量级进程必须共享信号)
*/
if ((clone_flags & CLONE_THREAD) && !(clone_flags & CLONE_SIGHAND))
return ERR_PTR(-EINVAL);
/*
* Shared signal handlers imply shared VM. By way of the above,
* thread groups also imply shared VM. Blocking this case allows
* for various simplifications in other code.
*/
/**
* CLONE_SIGHAND被设置，但是CLONE_VM没有设置。
* (共享信号处理程序的轻量级进程也必须共享内存描述符)
*/
if ((clone_flags & CLONE_SIGHAND) && !(clone_flags & CLONE_VM))
return ERR_PTR(-EINVAL);
/**
* 通过调用security_task_create以及稍后调用security_task_alloc执行所有附加的安全检查。
* LINUX2.6提供扩展安全性的钩子函数，与传统unix相比，它具有更加强壮的安全模型。
*/
retval = security_task_create(clone_flags);
if (retval)
goto fork_out;
retval = -ENOMEM;
/**
* 调用dup_task_struct为子进程获取进程描述符。
*/
p = dup_task_struct(current);
if (!p)
goto fork_out;
/**
* 检查存放在current->sigal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur中的限制值，是否小于或者等于用户所拥有的进程数。
* 如果是，则返回错误码。当然，有root权限除外。
* p->user表示进程的拥有者，p->user->processes表示进程拥有者当前进程数
* xie.baoyou注：此处比较是用>=而不是>
*/
retval = -EAGAIN;
if (atomic_read(&p->user->processes) >=
p->signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur) {
/**
* 当然，用户有root权限就另当别论了
*/
if (!capable(CAP_SYS_ADMIN) && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
p->user != &root_user)
goto bad_fork_free;
}
/**
* 递增user结构的使用计数器
*/
atomic_inc(&p->user->__count);
/**
* 增加用户拥有的进程计数。
*/
atomic_inc(&p->user->processes);
get_group_info(p->group_info);
/*
* If multiple threads are within copy_process(), then this check
* triggers too late. This doesn't hurt, the check is only there
* to stop root fork bombs.
*/
/**
* 检查系统中的进程数量（nr_threads）是否超过max_threads
* max_threads的缺省值是由系统内存容量决定的。总的原则是：所有的thread_info描述符和内核栈所占用的空间
* 不能超过物理内存的1/8。不过，系统管理可以通过写/proc/sys/kernel/thread-max文件来改变这个值。
*/
if (nr_threads >= max_threads)
goto bad_fork_cleanup_count;
/**
* 如果新进程的执行域和可招待格式的内核函数都包含在内核中模块中，
* 就递增它们的使用计数器。
*/
if (!try_module_get(p->thread_info->exec_domain->module))
goto bad_fork_cleanup_count;
if (p->binfmt && !try_module_get(p->binfmt->module))
goto bad_fork_cleanup_put_domain;
/**
* 设置几个与进程状态相关的关键字段。
*/
/**
* did_exec是进程发出的execve系统调用的次数，初始为0
*/
p->did_exec = 0;
/**
* 更新从父进程复制到tsk_flags字段中的一些标志。
* 首先清除PF_SUPERPRIV。该标志表示进程是否使用了某种超级用户权限。
* 然后设置PF_FORKNOEXEC标志。它表示子进程还没有发出execve系统调用。
*/
copy_flags(clone_flags, p);
/**
* 保存新进程的pid值。
*/
p->pid = pid;
retval = -EFAULT;
/**
* 如果CLONE_PARENT_SETTID标志被设置，就将子进程的PID复制到参数parent_tidptr指向的用户态变量中。
*/
if (clone_flags & CLONE_PARENT_SETTID)
if (put_user(p->pid, parent_tidptr))
goto bad_fork_cleanup;
p->proc_dentry = NULL;
/**
* 初始化子进程描述符中的list_head数据结构和自旋锁。
* 并为挂起信号，定时器及时间统计表相关的几个字段赋初值。
*/
INIT_LIST_HEAD(&p->children);
INIT_LIST_HEAD(&p->sibling);
p->vfork_done = NULL;
spin_lock_init(&p->alloc_lock);
spin_lock_init(&p->proc_lock);
clear_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING);
init_sigpending(&p->pending);
p->it_real_value = 0;
p->it_real_incr = 0;
p->it_virt_value = cputime_zero;
p->it_virt_incr = cputime_zero;
p->it_prof_value = cputime_zero;
p->it_prof_incr = cputime_zero;
init_timer(&p->real_timer);
p->real_timer.data = (unsigned long) p;
p->utime = cputime_zero;
p->stime = cputime_zero;
p->rchar = 0; /* I/O counter: bytes read */
p->wchar = 0; /* I/O counter: bytes written */
p->syscr = 0; /* I/O counter: read syscalls */
p->syscw = 0; /* I/O counter: write syscalls */
acct_clear_integrals(p);
/**
* 把大内核锁计数器初始化为-1
*/
p->lock_depth = -1; /* -1 = no lock */
do_posix_clock_monotonic_gettime(&p->start_time);
p->security = NULL;
p->io_context = NULL;
p->io_wait = NULL;
p->audit_context = NULL;
#ifdef CONFIG_NUMA
p->mempolicy = mpol_copy(p->mempolicy);
if (IS_ERR(p->mempolicy)) {
retval = PTR_ERR(p->mempolicy);
p->mempolicy = NULL;
goto bad_fork_cleanup;
}
#endif
p->tgid = p->pid;
if (clone_flags & CLONE_THREAD)
p->tgid = current->tgid;
if ((retval = security_task_alloc(p)))
goto bad_fork_cleanup_policy;
if ((retval = audit_alloc(p)))
goto bad_fork_cleanup_security;
/* copy all the process information */
/**
* copy_semundo，copy_files，copy_fs，copy_sighand，copy_signal
* copy_mm，copy_keys，copy_namespace创建新的数据结构，并把父进程相应数据结构的值复制到新数据结构中。
* 除非clone_flags参数指出它们有不同的值。
*/
if ((retval = copy_semundo(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_audit;
if ((retval = copy_files(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_semundo;
if ((retval = copy_fs(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_files;
if ((retval = copy_sighand(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_fs;
if ((retval = copy_signal(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_sighand;
if ((retval = copy_mm(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_signal;
if ((retval = copy_keys(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_mm;
if ((retval = copy_namespace(clone_flags, p)))
goto bad_fork_cleanup_keys;
/**
* 调用copy_thread，用发出clone系统调用时CPU寄存器的值（它们保存在父进程的内核栈中）
* 来初始化子进程的内核栈。不过，copy_thread把eax寄存器对应字段的值（这是fork和clone系统调用在子进程中的返回值）
* 强行置为0。子进程描述符的thread.esp字段初始化为子进程内核栈的基地址。ret_from_fork的地址存放在thread.eip中。
* 如果父进程使用IO权限位图。则子进程获取该位图的一个拷贝。
* 最后，如果CLONE_SETTLS标志被置位，则子进程获取由CLONE系统调用的参数tls指向的用户态数据结构所表示的TLS段。
*/
retval = copy_thread(0, clone_flags, stack_start, stack_size, p, regs);
if (retval)
goto bad_fork_cleanup_namespace;
/**
* 如果clone_flags参数的值被置为CLONE_CHILD_SETTID或CLONE_CHILD_CLEARTID
* 就把child_tidptr参数的值分别复制到set_child_tid或clear_child_tid字段。
* 这些标志说明：必须改变子进程用户态地址空间的dhild_tidptr所指向的变量的值
* 不过实际的写操作要稍后再执行。
*/
p->set_child_tid = (clone_flags & CLONE_CHILD_SETTID) ? child_tidptr : NULL;
/*
* Clear TID on mm_release()?
*/
p->clear_child_tid = (clone_flags & CLONE_CHILD_CLEARTID) ? child_tidptr: NULL;
/*
* Syscall tracing should be turned off in the child regardless
* of CLONE_PTRACE.
*/
/**
* 清除TIF_SYSCALL_TRACE标志。使ret_from_fork函数不会把系统调用结束的消息通知给调试进程。
* 也不应该通知给调试进程，因为子进程并没有调用fork.
*/
clear_tsk_thread_flag(p, TIF_SYSCALL_TRACE);
/* Our parent execution domain becomes current domain
These must match for thread signalling to apply */
p->parent_exec_id = p->self_exec_id;
/* ok, now we should be set up.. */
/**
* 用clone_flags参数低位的信号数据编码统建始化tsk_exit_signal字段。
* 如CLONE_THREAD标志被置位，就把exit_signal字段初始化为-1。
* 这样做是因为：当创建线程时，即使被创建的线程死亡，都不应该给领头进程的父进程发送信号。
* 而应该是领头进程死亡后，才向其领头进程的父进程发送信号。
*/
p->exit_signal = (clone_flags & CLONE_THREAD) ? -1 : (clone_flags & CSIGNAL);
p->pdeath_signal = 0;
p->exit_state = 0;
/* Perform scheduler related setup */
/**
* 调用sched_fork完成对新进程调度程序数据结构的初始化。
* 该函数把新进程的状态置为TASK_RUNNING，并把thread_info结构的preempt_count字段设置为1，
* 从而禁止抢占。
* 此外，为了保证公平调度，父子进程共享父进程的时间片。
*/
sched_fork(p);
/*
* Ok, make it visible to the rest of the system.
* We dont wake it up yet.
*/
p->group_leader = p;
INIT_LIST_HEAD(&p->ptrace_children);
INIT_LIST_HEAD(&p->ptrace_list);
/* Need tasklist lock for parent etc handling! */
write_lock_irq(&tasklist_lock);
/*
* The task hasn't been attached yet, so cpus_allowed mask cannot
* have changed. The cpus_allowed mask of the parent may have
* changed after it was copied first time, and it may then move to
* another CPU - so we re-copy it here and set the child's CPU to
* the parent's CPU. This avoids alot of nasty races.
*/
p->cpus_allowed = current->cpus_allowed;
/**
* 初始化子线程的cpu字段。
*/
set_task_cpu(p, smp_processor_id());
/*
* Check for pending SIGKILL! The new thread should not be allowed
* to slip out of an OOM kill. (or normal SIGKILL.)
*/
if (sigismember(¤t->pending.signal, SIGKILL)) {
write_unlock_irq(&tasklist_lock);
retval = -EINTR;
goto bad_fork_cleanup_namespace;
}
/* CLONE_PARENT re-uses the old parent */
/**
* 初始化表示亲子关系的字段，如果CLONE_PARENT或者CLONE_THREAD被设置了
* 就用current->real_parent初始化，否则，当前进程就是初创建进程的父进程。
*/
if (clone_flags & (CLONE_PARENT|CLONE_THREAD))
p->real_parent = current->real_parent;
else
p->real_parent = current;
p->parent = p->real_parent;
if (clone_flags & CLONE_THREAD) {
spin_lock(¤t->sighand->siglock);
/*
* Important: if an exit-all has been started then
* do not create this new thread - the whole thread
* group is supposed to exit anyway.
*/
if (current->signal->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT) {
spin_unlock(¤t->sighand->siglock);
write_unlock_irq(&tasklist_lock);
retval = -EAGAIN;
goto bad_fork_cleanup_namespace;
}
p->group_leader = current->group_leader;
if (current->signal->group_stop_count > 0) {
/*
* There is an all-stop in progress for the group.
* We ourselves will stop as soon as we check signals.
* Make the new thread part of that group stop too.
*/
current->signal->group_stop_count++;
set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING);
}
spin_unlock(¤t->sighand->siglock);
}
/**
* 把新进程加入到进程链表
*/
SET_LINKS(p);
/**
* PT_PTRACED表示子进程必须被跟踪，就把current->parent赋给tsk->parent，并将子进程插入调试程序的跟踪链表中。
*/
if (unlikely(p->ptrace & PT_PTRACED))
__ptrace_link(p, current->parent);
/**
* 把新进程描述符的PID插入pidhash散列表中。
*/
attach_pid(p, PIDTYPE_PID, p->pid);
attach_pid(p, PIDTYPE_TGID, p->tgid);
/**
* 如果子进程是线程组的领头进程(CLONE_THREAD标志被清0)
*/
if (thread_group_leader(p)) {
/**
* 将进程插入相应的散列表。
*/
attach_pid(p, PIDTYPE_PGID, process_group(p));
attach_pid(p, PIDTYPE_SID, p->signal->session);
if (p->pid)
__get_cpu_var(process_counts)++;
}
/**
* 计数
*/
nr_threads++;
total_forks++;
write_unlock_irq(&tasklist_lock);
retval = 0;
fork_out:
if (retval)
return ERR_PTR(retval);
return p;
/* 后面是错误相关的处理过程 */
....
}
撤销进程
对于Linux内核中的进程，在上层应用中可以两种表示形式：进程（线程组）及单独的线程。
- 进程（线程组）终止的一般方式是调用exit()库函数，该函数释放C函数库所分配的资源，执行编程者所注册的每个函数，并结束从系统回收进程的那个系统调用。exit()函数可能由编程者显示地插入。另外，C编译程序总是把exit()函数插入到main()函数的最后一条语句之后。exit()库函数最终会调用exit_group()系统调用，它终止整个线程组，即基于多线程的应用。对于exit_group()系统调用的处理函数是do_group_exit()。
- 线程的终止在用户的空间的应用程序中是通过pthread_exit()库函数显示终止的，它其实最终是调用exit()系统调用来终止单个线程的。exit()系统调用的处理函数是do_exit()。
do_group_exit()函数的分析
do_group_exit()函数其实最终还是会调用do_exit()去撤销该进程，但是当进程是多线程的情况下，它会发送SIGKILL信号给其它线程，从而触发其它线程的撤销。
/*
* Take down every thread in the group. This is called by fatal signals
* as well as by sys_exit_group (below).
*/
/**
* 杀死属于current线程组的所有进程.它接受进程终止代码作为参数.
* 这个参数可能是系统调用exit_group()指定的一个值,也可能是内核提供的一个错误代号.
*/
NORET_TYPE void
do_group_exit(int exit_code)
{
BUG_ON(exit_code & 0x80); /* core dumps don't get here */
/**
* 检查进程的SIGNAL_GROUP_EXIT,如果不为0,说明内核已经开始为线程组执行退出的过程.
*/
if (current->signal->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
exit_code = current->signal->group_exit_code;
else if (!thread_group_empty(current)) {
/**
* 设置进程的SIGNAL_GROUP_EXIT标志,并把终止代号放在sig->group_exit_code
*/
struct signal_struct *const sig = current->signal;
struct sighand_struct *const sighand = current->sighand;
read_lock(&tasklist_lock);
spin_lock_irq(&sighand->siglock);
if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
/* Another thread got here before we took the lock. */
exit_code = sig->group_exit_code;
else {
sig->flags = SIGNAL_GROUP_EXIT;
sig->group_exit_code = exit_code;
/**
* zap_other_threads杀死线程组中的其他线程.
* 它扫描PIDTYPE_TGID类型的散列表中的每个PID链表,向表中其他进程发送SIGKILL信号.
*/
zap_other_threads(current);
}
spin_unlock_irq(&sighand->siglock);
read_unlock(&tasklist_lock);
}
/**
* 杀死当前进程,此过程不再返回.
*/
do_exit(exit_code);
/* NOTREACHED */
}
/**
* 为子进程获取进程描述符。
*/
static struct task_struct *dup_task_struct(struct task_struct *orig)
{
struct task_struct *tsk;
struct thread_info *ti;
/**
* prepare_to_copy中会调用unlazy_fpu。
* 它把FPU、MMX和SSE/SSE2寄存器的内容保存到父进程的thread_info结构中。
* 稍后，dup_task_struct将把这些值复制到子进程的thread_info中。
*/
prepare_to_copy(orig);
/**
* alloc_task_struct宏为新进程获取进程描述符，并将描述符保存到tsk局部变量中。
*/
tsk = alloc_task_struct();
if (!tsk)
return NULL;
/**
* alloc_thread_info宏获取一块空闲内存区，用来存放新进程的thread_info结构和内核栈。
* 这块内存区字段的大小是8KB或者4KB。
*/
ti = alloc_thread_info(tsk);
if (!ti) {
free_task_struct(tsk);
return NULL;
}
/**
* 将current进程描述符的内容复制到tsk所指向的task_struct结构中，然后把tsk_thread_info置为ti
* 将current进程的thread_info内容复制给ti指向的结构中，并将ti_task置为tsk.
*/
*ti = *orig->thread_info;
*tsk = *orig;
tsk->thread_info = ti;
ti->task = tsk;
/* One for us, one for whoever does the "release_task()" (usually parent) */
/**
* 把新进程描述符的使用计数器usage设置为2，用来表示描述符正在被使用而且其相应的进程处于活动状态。
* 进程状态既不是EXIT_ZOMBIE，也不是EXIT_DEAD
*/
atomic_set(&tsk->usage,2);
return tsk;
}
do_exit()函数的分析
/**
* 所有进程的终止都是本函数处理的。
* 它从内核数据结构中删除对终止进程的大部分引用（注：不是全部，进程描述符就不是）
* 它接受进程的终止代码作为参数。
*/
fastcall NORET_TYPE void do_exit(long code)
{
struct task_struct *tsk = current;
int group_dead;
profile_task_exit(tsk);
if (unlikely(in_interrupt()))
panic("Aiee, killing interrupt handler!");
if (unlikely(!tsk->pid))
panic("Attempted to kill the idle task!");
if (unlikely(tsk->pid == 1))
panic("Attempted to kill init!");
if (tsk->io_context)
exit_io_context();
if (unlikely(current->ptrace & PT_TRACE_EXIT)) {
current->ptrace_message = code;
ptrace_notify((PTRACE_EVENT_EXIT << 8) | SIGTRAP);
}
/**
* PF_EXITING表示进程的状态：正在被删除。
*/
tsk->flags |= PF_EXITING;
/**
* 从动态定时器队列中删除进程描述符。
*/
del_timer_sync(&tsk->real_timer);
if (unlikely(in_atomic()))
printk(KERN_INFO "note: %s[%d] exited with preempt_count %d\n",
current->comm, current->pid,
preempt_count());
acct_update_integrals();
update_mem_hiwater();
group_dead = atomic_dec_and_test(&tsk->signal->live);
if (group_dead)
acct_process(code);
/**
* exit_mm从进程描述符中分离出分页相关的描述符。
* 如果没有其他进程共享这些数据结构，就删除这些数据结构。
*/
exit_mm(tsk);
/**
* exit_sem从进程描述符中分离出信号量相关的描述符
*/
exit_sem(tsk);
/**
* __exit_files从进程描述符中分离出文件系统相关的描述符
*/
__exit_files(tsk);
/**
* __exit_fs从进程描述符中分离出打开文件描述符相关的描述符
*/
__exit_fs(tsk);
/**
* exit_namespace从进程描述符中分离出命名空间相关的描述符
*/
exit_namespace(tsk);
/**
* exit_thread从进程描述符中分离出IO权限位图相关的描述符
*/
exit_thread();
exit_keys(tsk);
if (group_dead && tsk->signal->leader)
disassociate_ctty(1);
/**
* 如果实现了被杀死进程的执行域和可执行格式的内核函数在内核模块中
* 就递减它们的值。
* 注：这应该是为了防止意外的卸载模块。
*/
module_put(tsk->thread_info->exec_domain->module);
if (tsk->binfmt)
module_put(tsk->binfmt->module);
/**
* 设置退出代码
*/
tsk->exit_code = code;
/**
* exit_notify执行比较复杂的操作，更新了很多内核数据结构
*/
exit_notify(tsk);
#ifdef CONFIG_NUMA
mpol_free(tsk->mempolicy);
tsk->mempolicy = NULL;
#endif
BUG_ON(!(current->flags & PF_DEAD));
/**
* 完了，让其他线程运行吧
* 因为schedule会忽略处于EXIT_ZOMBIE状态的进程，所以进程现在是不会再运行了。
*/
schedule();
/**
* 当然，谁还会让死掉的进程继续运行，说明内核一定是错了
* 注：难道schedule被谁改了，没有判断EXIT_ZOMBIE？？？
*/
BUG();
/* Avoid "noreturn function does return". */
/**
* 仅仅为了防止编译器报警告信息而已，仅此而已。
*/
for (;;) ;
}
/*
* Send signals to all our closest relatives so that they know
* to properly mourn us..
*/
/**
* 当进程退出时，通知其他相关进程
*/
static void exit_notify(struct task_struct *tsk)
{
int state;
struct task_struct *t;
struct list_head ptrace_dead, *_p, *_n;
if (signal_pending(tsk) && !(tsk->signal->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
&& !thread_group_empty(tsk)) {
/*
* This occurs when there was a race between our exit
* syscall and a group signal choosing us as the one to
* wake up. It could be that we are the only thread
* alerted to check for pending signals, but another thread
* should be woken now to take the signal since we will not.
* Now we'll wake all the threads in the group just to make
* sure someone gets all the pending signals.
*/
read_lock(&tasklist_lock);
spin_lock_irq(&tsk->sighand->siglock);
for (t = next_thread(tsk); t != tsk; t = next_thread(t))
if (!signal_pending(t) && !(t->flags & PF_EXITING)) {
recalc_sigpending_tsk(t);
if (signal_pending(t))
signal_wake_up(t, 0);
}
spin_unlock_irq(&tsk->sighand->siglock);
read_unlock(&tasklist_lock);
}
write_lock_irq(&tasklist_lock);
/*
* This does two things:
*
* A. Make init inherit all the child processes
* B. Check to see if any process groups have become orphaned
* as a result of our exiting, and if they have any stopped
* jobs, send them a SIGHUP and then a SIGCONT. (POSIX 3.2.2.2)
*/
INIT_LIST_HEAD(&ptrace_dead);
/**
* 更新父进程和子进程的亲属关系
* 对不起，你们的父亲死掉了，另外选一个继父吧。
* 如果线程组中还有运行的进程，就让其中子线程作父进程。所谓：长兄如父，是也。
* 如果线程组中没有其他兄弟进程，就让子进程成为init的子进程。
*/
forget_original_parent(tsk, &ptrace_dead);
BUG_ON(!list_empty(&tsk->children));
BUG_ON(!list_empty(&tsk->ptrace_children));
/*
* Check to see if any process groups have become orphaned
* as a result of our exiting, and if they have any stopped
* jobs, send them a SIGHUP and then a SIGCONT. (POSIX 3.2.2.2)
*
* Case i: Our father is in a different pgrp than we are
* and we were the only connection outside, so our pgrp
* is about to become orphaned.
*/
t = tsk->real_parent;
if ((process_group(t) != process_group(tsk)) &&
(t->signal->session == tsk->signal->session) &&
will_become_orphaned_pgrp(process_group(tsk), tsk) &&
has_stopped_jobs(process_group(tsk))) {
__kill_pg_info(SIGHUP, (void *)1, process_group(tsk));
__kill_pg_info(SIGCONT, (void *)1, process_group(tsk));
}
/* Let father know we died
*
* Thread signals are configurable, but you aren't going to use
* that to send signals to arbitary processes.
* That stops right now.
*
* If the parent exec id doesn't match the exec id we saved
* when we started then we know the parent has changed security
* domain.
*
* If our self_exec id doesn't match our parent_exec_id then
* we have changed execution domain as these two values started
* the same after a fork.
*
*/
if (tsk->exit_signal != SIGCHLD && tsk->exit_signal != -1 &&
( tsk->parent_exec_id != t->self_exec_id ||
tsk->self_exec_id != tsk->parent_exec_id)
&& !capable(CAP_KILL))
tsk->exit_signal = SIGCHLD;
/* If something other than our normal parent is ptracing us, then
* send it a SIGCHLD instead of honoring exit_signal. exit_signal
* only has special meaning to our real parent.
*/
/**
* 检查终止进程其进程描述符的exit_signal字段是否不等于-1，并检查进程是否是其所属进程组的最后一个成员。
* 一般来说，正常进程都有这些条件，请参数copy_process中的注释。
* 这种情况下，给父进程发送一个信号（通常是SIGCHLD），以通知父进程死亡。
*/
if (tsk->exit_signal != -1 && thread_group_empty(tsk)) {
int signal = tsk->parent == tsk->real_parent ? tsk->exit_signal : SIGCHLD;
do_notify_parent(tsk, signal);
} else if (tsk->ptrace) {
/**
* 否则exit_signal等于-1或者线程组中还有其他进程，那么判断进程是否正在被跟踪，如果是
* 就向父进程发送一个SIGCHLD信号。
*/
do_notify_parent(tsk, SIGCHLD);
}
state = EXIT_ZOMBIE;
/**
* exit_signal等于-1，并且没有被跟踪（注：正常的线程退出）
* 就将exit_state设置为EXIT_DEAD
* 否则设置为EXIT_ZOMBIE
*/
if (tsk->exit_signal == -1 &&
(likely(tsk->ptrace == 0) ||
unlikely(tsk->parent->signal->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)))
state = EXIT_DEAD;
tsk->exit_state = state;
/*
* Clear these here so that update_process_times() won't try to deliver
* itimer, profile or rlimit signals to this task while it is in late exit.
*/
tsk->it_virt_value = cputime_zero;
tsk->it_prof_value = cputime_zero;
write_unlock_irq(&tasklist_lock);
list_for_each_safe(_p, _n, &ptrace_dead) {
list_del_init(_p);
t = list_entry(_p,struct task_struct,ptrace_list);
/**
* release_task后，进程描述符的使用计数变为1（不是0）。
* 请参考copy_process的代码，对引用计数的赋值。
* 它此时不会被释放，但是也快被释放了。
*/
release_task(t);
}
/* If the process is dead, release it - nobody will wait for it */
if (state == EXIT_DEAD)
release_task(tsk);
/* PF_DEAD causes final put_task_struct after we schedule. */
preempt_disable();
/**
* 有了PF_DEAD标志，schedule就不会调度它了。
*/
tsk->flags |= PF_DEAD;
}