实验过程
[toggle hide=“yes” title=“实验过程” color=“#f50000”] 1、在实验楼中shell终端依次执行如下代码:
cd LinuxKernel
rm -rf menu
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
mv test_fork.c test.c
make rootfs可看到启动后的MenuOS已经包含了fork命令。
2、通过增加-s -S启动参数打开调试模式 ①其中在之前代码基础上先通过
cd ..返回上一级目录 ②再执行如下代码打开调试模式,若无步骤①会提示找不到相关文件
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S3、打开gdb进行远程调试 ①相关配置
gdb
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234②设置断点
b sys_clone
b do_fork
b dup_task_struct
b copy_process
b copy_thread
b ret_from_fork代码及分析
tast_struct
xref: /linux-3.18.6/include/linux/sched.h
struct task_struct { volatile long state; //说明了该进程是否可以执行,还是可中断等信息 unsigned long flags; //进程号,在调用fork()时给出 int sigpending; //进程上是否有待处理的信号 mm_segment_t addr_limit; //进程地址空间,区分内核进程与普通进程在内存存放的位置不同 //0-0xBFFFFFFF for user-thead //0-0xFFFFFFFF for kernel-thread //调度标志,表示该进程是否需要重新调度,若非0,则当从内核态返回到用户态,会发生调度 volatile long need_resched; int lock_depth; //锁深度 long nice; //进程的基本时间片 //进程的调度策略,有三种,实时进程:SCHED_FIFO,SCHED_RR, 分时进程:SCHED_OTHER unsigned long policy; struct mm_struct *mm; //进程内存管理信息 int processor; //若进程不在任何CPU上运行, cpus_runnable 的值是0,否则是1 这个值在运行队列被锁时更新 unsigned long cpus_runnable, cpus_allowed; struct list_head run_list; //指向运行队列的指针 unsigned long sleep_time; //进程的睡眠时间 //用于将系统中所有的进程连成一个双向循环链表, 其根是init_task struct task_struct *next_task, *prev_task; struct mm_struct *active_mm; struct list_head local_pages; //指向本地页面 unsigned int allocation_order, nr_local_pages; struct linux_binfmt *binfmt; //进程所运行的可执行文件的格式 int exit_code, exit_signal; int pdeath_signal; //父进程终止是向子进程发送的信号 unsigned long personality;
int did_exec:1; pid_t pid; //进程标识符,用来代表一个进程 pid_t pgrp; //进程组标识,表示进程所属的进程组 pid_t tty_old_pgrp; //进程控制终端所在的组标识 pid_t session; //进程的会话标识 pid_t tgid; int leader; //表示进程是否为会话主管 struct task_struct *p_opptr,*p_pptr,*p_cptr,*p_ysptr,*p_osptr; struct list_head thread_group; //线程链表 struct task_struct *pidhash_next; //用于将进程链入HASH表 struct task_struct **pidhash_pprev; wait_queue_head_t wait_chldexit; //供wait4()使用 struct completion *vfork_done; //供vfork() 使用 unsigned long rt_priority; //实时优先级,用它计算实时进程调度时的weight值 …… //后面就不看了 我们不关心};
进程创建分析
fork一个子进程的代码
#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"); }}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
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