进程的控制与创建
一、进程的描述
1.操作系统内核的三大功能:进程管理(核心),内存管理,文件系统;
2.状态:
fork() task_zombit(终止)
task_running(就绪;但是没有运行) task_running(正在运行)
task_Intertupt
task_Uninterrupt
3.标识pid
4.struct list_head 进程双向链表
struct mm_struct 地址空间有关
二、进程的创建
1.概览
1. fork()用户态创建子进程
2. fork()在父进程和子进程中各返回一次
2.理解方法
1. fork()是一个系统调用
2. fork() vfork() clone()最终都可以在do_fork来实现进程的创建
3.复制当前进程实现创建新进程
3.浏览相关关键代码
1.复制、给新进程分配、修改PID、进程链表等;
2.sys_fork sys_clone sys_vfork 最终都return do_fork
3.alloc_thread_info_node 地址空间,分配实际内核空间
4.p=dup_init_task 复制进程
5.childregs= *current_pt_regs();复制内核堆栈
6.return_from_fork(返回用户态)
拷贝内核堆栈数据和指定新进程的第一条指令进程
4.gdb跟踪调试
三、实验
1.准备工作
rm menu -fs
clone xxxxxx
cd menu
mv test_fork.c
make rootfs
2.目的
阅读理解task_struct数据结构;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;使用gdb跟踪分析一个fork系统调用内核处理函数sys_clone,验证对Linux系统创建的理解;进程是从哪里开始执行的;在 Linux 内核中,供用户创建进程的系统调用fork()函数的响应函数是 sys_fork()、sys_clone()、sys_vfork()。这三个函数都是通过调用内核函数 do_fork() 来实现的.
3.gdb跟踪调试
设置断点
b do_fork
b dup_task_struct
b copy_process
b copy_thread
b ret_from_fork
实验截图
task_struct数据库结构很庞大,Linux进程的状态与操作系统原理中描述的进程状态有所不同,比如就绪态和运行态都是TASK_RUNNING。简略的双向循环链表。程序创建的进程具有父子关系
系统调用内核处理函数sys_clone创建一个新进程,通过调用do_fork来实现进程的创建,Linux通过复制父进程的PCB来创建进程,再对其进行相应修改。
子进程在内核中fork返回,在内核中开始执行,当子进程开始运行的时候,其ret_from_fork将做一系列工作,然后返回到用户态。