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  • do_fork()函数

    do_fork()函数利用辅助函数copy_process()来创建进程描述符以及子进程执行所需要的所有其他内核数据结构。下面是do_fork()执行的主要步骤:

    • 通过查找pidmap_array位图,为子进程分配新的PID

    • 检查父进程的ptrace字段(current->ptrace):如果它的值不等于0,说明有另外一个进程正在跟踪父进程,因而,do_fork()检查debugger程序是否自己想跟踪子进程(独立于由父进程指定的CLONE_PTRACE标志的值)。在这种情况下,如果子进程不是内核线程(CLONE_UNTRACED标志被清0),那么do_fork()函数设置CLONE_PTRACE标志。

    • 调用copy_process()复制进程描述符。如果所有必须的资源都是可用的,该函数返回刚创建的task_struct描述符的地址。这是创建过程的关键步骤,将在do_fork()之后描述它。

    • 如果设置了CLONE_STOPPED标志,或者必须跟踪子进程,即在p->ptrace中设置了PT_PTRACED标志,那么子进程的状态被设置成TASK_STOPPED,并为子进程增加挂起的SIGSTOP信号。在另外一个进程(不妨假设是跟踪进程或是父进程)把子进程的状态恢复为TASK_RUNNING之前(通常是通过发送SIGCONT信号),子进程将一直保持TASK_STOPPED状态。

    • 如果没有设置CLONE_STOPPED标志,则调用wake_up_new_task()函数以执行下述操作: 

              a.调整父进程和子进程的调度参数

              b.如果子进程将和父进程运行在同一个CPU上(当内核创建一个新进程时父进程有可能会被转移到另一个CPU上执行),而且父进程和子进程不能共享同一组页表(CLONE_VM标志被清0),那么,就把子进程插入父进程运行队列,插入时让子进程恰好在父进程前面,因此而迫使子进程先于父进程运行。如果子进程刷新其地址空间,并在创建之后执行新程序,那么这种简单的处理会产生较好的性能。而如果我们让父进程先运行,那么写时复制机制将会执行一系列不必要的页面复制。

              c.否则,如果子进程与父进程运行在不同的CPU上,或者父进程和子进程共享同一组页表(CLONE_VM标志被置位),就把子进程插入父进程运行队列的队尾。

    • 如果CLONE_STOPPED标志被置位,则把子进程置为TASK_STOPPED状态。

    • 如果父进程被跟踪,则把子进程的PID存入current的ptrace_message字段并调用ptrace_notify()。ptrace_notify()是当前进程停止运行,并向当前进程的父进程发送SIGCHLD信号。子进程的祖父进程是跟踪父进程的debugger进程。SIGCHLD信号通知debugger进程:current已经创建了一个子进程,可以通过查找current->ptrace_message字段获得子进程的PID。

    • 如果设置了CLONE_VFORK标志,则把父进程插入等待队列,并挂起父进程直到子进程释放自己的内存地址空间(也就是说,直到子进程结束或执行新的程序)。

    • 结束并返回子进程的PID。

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