进程的描述和进程的创建
作业信息
| 这个作业属于哪个课程 | <2020-2021-1Linux内核原理与分析）> |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://www.cnblogs.com/rocedu/p/11511045.html#第七周作业 |
| 这个作业的目标 | <对Linux系统如何创建一个新进程进行追踪> |
| 作业正文 | https://www.cnblogs.com/augusts/p/14021367.html |
实验楼实验六
1.进程的描述
操作系统内核实现操作系统的三大管理功能：进程管理，内核管理和文件系统，其中最核心的功能是进程管理。
在操作系统原理中，我们通过进程控制块PCB描述进程，通常采用一个数据结构struct task_struct来描述进程，其中比较常见的属性如state是进程状态，常见状态有就绪态，运行态和阻塞态，其运行过程如图所示：
操作系统内核实现操作系统的三大管理功能，即进程管理、内存管理和文件系统，对应操作系统原理课程中最重要的3个抽象概念是进程、虚报内存和文件。其中，我作系统内核中最核心的功能是进程管理。谈到进程管理就要涉及一个问题:进程是怎样描述的? 进程的描述有提纲挈领的作用，它可以把内存管理、文件系统、信号、 进程间通信等概念 和内容串起来。Linux 内核中的进程是非常复杂的，在操作系统原理中，我们通过进程控制块PCB描述进程。为了管理进程，内核要描述进程的结构，我们也称其为进程描述符，进程描述符提供了进程相关的所有信息。
2.进程的创建
先对实验楼环境进行修改，删除menu，在github上克隆一份新的，并且把test.c覆盖，在menu下执行make rootfs，编译运行结果如下所示：
cd ~/LinuxKernel
rm menu -rf
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
mv test_fork.c test.c
make rootfs
退出menu目录，在LinuxKernel目录下执行
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s
然后打开shell2,进行gdb追踪
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234
在sys_clone、do_fork、dup_task_struct、copy_process、copy_thread、ret_from_fork等处设置断点：
b sys_clone
b do_fork
b dup_task_struct
b copy_process
b copy_thread
b ret_from_fork
设置完断点后执行，停在了do_fork处,继续执行，找到其余断点
总结
本文主要学习了Linux内核系统创建新子进程，并通过gdb和代码分析了调用过程。一般情况下，调用系统调用需在当前内核linux-3.18.6/arch/x86/syscalls/syscall_32.tbl中查找调用号，库函数sys_fork是用户态创建子进程的系统调用，此外可能会使用到sys_vfork sys_clone系统调用，但是这三个系统调用都会调用do_fork函数，本文中使用了sys_clone。do_fork会调用copy_process来复制父进程的资源给子进程。在copy_process中有各种函数来进行复制初始化工作。完成各项工作之后会执行ret_from_fork，这是子进程的起点，运行，子进程可以执行并显示在终端中。总结来讲，进程的创建过程大致是赋值进程描述符，复制其他进程资源，分配子进程的内核堆栈并对内核堆栈关键信息进行初始化。