进程描述
进程描述符(task_struct)用来描述进程的数据结构,可以理解为进程的属性。比如进程的状态、进程的标识(PID)等,都被封装在了进程描述符这个数据结构中,该数据结构被定义为task_struct
进程控制块(PCB)是操作系统核心中一种数据结构,主要表示进程状态。
进程状态fork()
fork()在父、子进程各返回一次。在父进程中返回子进程的 pid,在子进程中返回0。
fork一个子进程的代码
进程创建
1、大致流程
fork 通过0x80中断(系统调用)来陷入内核,由系统提供的相应系统调用来完成进程的创建。
通过看上边的代码,我们可以清楚的看到,不论是使用 fork 还是 vfork 来创建进程,最终都是通过 do_fork() 方法来实现的。接下来我们可以追踪到 do_fork()的代码:
2、do_fork 流程
调用 copy_process 为子进程复制出一份进程信息 如果是 vfork 初始化完成处理信息 调用 wake_up_new_task 将子进程加入调度器,为之分配 CPU 如果是 vfork,父进程等待子进程完成 exec 替换自己的地址空间3、copy_process 流程
追踪copy_process 代码(部分)
4、dup_task_struct 流程
调用alloc_task_struct_node分配一个 task_struct 节点
调用alloc_thread_info_node分配一个 thread_info 节点,其实是分配了一个thread_union联合体,将栈底返回给 ti最后将栈底的值 ti 赋值给新节点的栈
最终执行完dup_task_struct之后,子进程除了tsk->stack指针不同之外,全部都一样!
5、sched_fork 流程core.c
我们可以看到sched_fork大致完成了两项重要工作,一是将子进程状态设置为 TASK_RUNNING,二是为其分配 CPU
6、copy_thread 流程copy_thread 这段代码为我们解释了两个相当重要的问题!
一是,为什么 fork 在子进程中返回0,原因是childregs->ax = 0;这段代码将子进程的 eax 赋值为0
二是,p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;将子进程的 ip 设置为 ret_form_fork 的首地址,因此子进程是从 ret_from_fork 开始执行的
总结新进程的执行源于以下前提:
dup_task_struct中为其分配了新的堆栈 调用了sched_fork,将其置为TASK_RUNNING copy_thread中将父进程的寄存器上下文复制给子进程,保证了父子进程的堆栈信息是一致的 将ret_from_fork的地址设置为eip寄存器的值最终子进程从ret_from_fork开始执行。
以上就是针对Linux内核创建一个新进程的过程的详细分析,希望对大家的学习有所帮助。