linux内核分析作业6:分析Linux内核创建一个新进程的过程

task_struct结构:

struct task_struct { 
 volatile long state;进程状态
 void *stack; 堆栈

 pid_t pid; 进程标识符
 unsigned int rt_priority;实时优先级
 unsigned int policy;调度策略
 struct files_struct *files;系统打开文件
 ...
}

内核处理函数sys_clone:
    系统调用通过do_fork实现进程的创建:
return do_fork(clone_flags, newsp, 0, parent_tidptr, child_tidptr);

linux系统是通过复制父进程的信息来创建子进程,在do_fork函数中,真正实现复制的是copy_process函数:

p = copy_process(clone_flags, stack_start, stack_size,child_tidptr, NULL, trace);

p = dup_task_struct(current);创建内核栈
retval = security_task_create(clone_flags);
retval = sched_fork(clone_flags, p);和调度相关的设置,cpu将调度这个task
retval = copy_thread(clone_flags, stack_start, stack_size, p); 复制父进程堆栈的内容到子进程的堆栈中去.这其中,copy_thread函数中的语句p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork决定了新进程的第一条指令地址.

创建栈函数dup_task_struct:
tsk = alloc_task_struct_node(node);开辟内存空间
ti = alloc_thread_info_node(tsk, node);ti指向thread_info的首地址,同时也是系统为新进程分配的两个连续页面的首地址。
err = arch_dup_task_struct(tsk, orig);复制父进程的task_struct信息到新的task_struct里
tsk->stack = ti;task对应栈
setup_thread_stack(tsk, orig);初始化thread info结构
set_task_stack_end_magic(tsk);栈结束的地址设置数据为栈结束标示

新进程从哪里开始执行:
在之前的分析中,谈到copy_process中的copy_thread()函数,正是这个函数决定了子进程从系统调用中返回后的执行.ret_from_fork决定了新进程的第一条指令地址。p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;将子进程的ip设置为ret_from_fork的首地址,子进程从ret_from_fork开始执行

执行起点与内核堆栈如何保持一致

1. 在ret_from_fork之前,也就是在copy_thread()函数中*childregs = *current_pt_regs();该句将父进程的regs参数赋值到子进程的内核堆栈,

2. *childregs的类型为pt_regs,里面存放了SAVE ALL中压入栈的参数

3. 故在之后的RESTORE ALL中能顺利执行下去.

实验:分析Linux内核创建一个新进程的过程

linux内核分析作业6:分析Linux内核创建一个新进程的过程

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linux内核分析作业6:分析Linux内核创建一个新进程的过程

总结:

linux通过复制父进程创建子进程,
linux为每个新创建的进程动态分配一个task_struct结构
fork被调用一次,返回两次
 
 
 
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