《linux内核分析》第六周:分析fork函数对应的系统调用处理过程
一、 阅读理解task_struct数据结构http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/include/linux/sched.h#1235;
- 进程是计算机中已运行程序的实体。在面向线程设计的系统(Linux 2.6及更新的版本)中,进程本身不是基本运行单位,而是线程的容器。
- 在Linux中,task_struct其实就是通常所说的PCB。该结构定义位于:
/include/linux/sched.h
操作系统的三大功能:进程管理、内存管理和文件系统
进程控制块PCB——task_struct
进程在TASK_RUNNING下是可运行的,但它有没有运行取决于它有没有获得cpu的控制权,即这个进程有没有在cpu上实际的执行
进程的标示pid
程序创建的进程具有父子关系,在编程时往往需要引用这样的父子关系。进程描述符中有几个域用来表示这样的关系。
二、 分析fork函数对应的内核处理过程sys_clone,理解创建一个新进程如何创建和修改task_struct数据结构;
1.Linux中创建进程一共有三个函数:
- fork,创建子进程
- vfork,与fork类似,但是父子进程共享地址空间,而且子进程先于父进程运行。
- clone,主要用于创建线程
2.进程创建过程
YSCALL_DEFINE0(fork)
{
return do_fork(SIGCHLD, 0, 0, NULL, NULL);
}
#endif
SYSCALL_DEFINE0(vfork)
{
return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, 0,
0, NULL, NULL);
}
SYSCALL_DEFINE5(clone, unsigned long, clone_flags, unsigned long, newsp,
int __user *, parent_tidptr,
int __user *, child_tidptr,
int, tls_val)
{
return do_fork(clone_flags, newsp, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
}
3.分析do_fork 代码
long do_fork(unsigned long clone_flags,
unsigned long stack_start,
unsigned long stack_size,
int __user *parent_tidptr,
int __user *child_tidptr)
{
struct task_struct *p;
int trace = 0;
long nr;
// ...
// 复制进程描述符,返回创建的task_struct的指针
p = copy_process(clone_flags, stack_start, stack_size,
child_tidptr, NULL, trace);
if (!IS_ERR(p)) {
struct completion vfork;
struct pid *pid;
trace_sched_process_fork(current, p);
// 取出task结构体内的pid
pid = get_task_pid(p, PIDTYPE_PID);
nr = pid_vnr(pid);
if (clone_flags & CLONE_PARENT_SETTID)
put_user(nr, parent_tidptr);
// 如果使用的是vfork,那么必须采用某种完成机制,确保父进程后运行
if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
p->vfork_done = &vfork;
init_completion(&vfork);
get_task_struct(p);
}
// 将子进程添加到调度器的队列,使得子进程有机会获得CPU
wake_up_new_task(p);
// ...
// 如果设置了 CLONE_VFORK 则将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空间
// 保证子进程优先于父进程运行
if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
if (!wait_for_vfork_done(p, &vfork))
ptrace_event_pid(PTRACE_EVENT_VFORK_DONE, pid);
}
put_pid(pid);
} else {
nr = PTR_ERR(p);
}
return nr;
}
do_fork处理了以下内容:##
- 调用copy_process,将当期进程复制一份出来为子进程,并且为子进程设置相应地上下文信息。
- 初始化vfork的完成处理信息(如果是vfork调用)
- 调用wake_up_new_task,将子进程放入调度器的队列中,此时的子进程就可以被调度进程选中,得以运行。
- 如果是vfork调用,需要阻塞父进程,知道子进程执行exec。
三、 使用gdb跟踪分析一个fork系统调用内核处理函数sys_clone ,验证您对Linux系统创建一个新进程的理解,推荐在实验楼Linux虚拟机环境下完成实验。
- 使用gdb跟踪调试内核,在一些重要函数处设置断点:
特别关注新进程是从哪里开始执行的?为什么从哪里能顺利执行下去?即执行起点与内核堆栈如何保证一致。##
答:ret_from_fork;决定了新进程的第一条指令地址。
- 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,
- *childregs的类型为pt_regs,里面存放了SAVE ALL中压入栈的参数
- 故在之后的RESTORE ALL中能顺利执行下去
《linux内核分析》第六周:分析fork函数对应的系统调用处理过程的更多相关文章
- Linux内核设计第六周 ——进程的描述和创建
Linux内核设计第六周 ——进程的描述和创建 第一部分 知识点总结 一.进程描述符task_struct数据结构 1.操作系统的三大功能: 进程管理.内存管理.文件系统 2.进程的作用: 将信号.进 ...
- linux内核分析 第六周 分析Linux内核创建一个新进程的过程
进程的描述 操作系统的三大管理功能:进程管理.内存管理.文件系统 为了管理进程,内核必须对每个进程进行清晰的描述,进程描述符提供了内核所需了解的进程信息. 进程控制块PCB task_struct:进 ...
- Linux内核及分析 第六周 分析Linux内核创建一个新进程的过程
实验过程 1.github上克隆相应的mengning/menu.git 2.测试menuOS,测试fork直接执行结果 3.配置调试系统,进入gdb调试,利用file linux-3.18.6/vm ...
- Linux内核设计第六周学习总结 分析Linux内核创建一个新进程的过程
陈巧然 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 一.实验过程 登陆实验楼 ...
- linux内核分析第六周-分析Linux内核创建一个新进程的过程
Linux内核对进程管理是操作系统的重要任务之一. 此次实验就是了解内核创建一个新进程的大致过程. 为了简单,使用fork再用户态创建一个进程.代码如下: 下面是准备工作 cd LinuxKer ...
- LINUX内核分析第六周学习总结——进程的描述和进程的创建
LINUX内核分析第六周学习总结——进程的描述和进程的创建 张忻(原创作品转载请注明出处) <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/cours ...
- LINUX内核分析第六周学习总结——进程的描述与创建
LINUX内核分析第六周学习总结--进程的描述与创建 标签(空格分隔): 20135321余佳源 余佳源 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程 http://mooc ...
- linux内核分析第六周学习笔记
LINUX内核分析第六周学习总结 标签(空格分隔): 20135328陈都 陈都 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程 http://mooc.study.163.c ...
- Linux内核分析第六周学习笔记——分析Linux内核创建一个新进程的过程
Linux内核分析第六周学习笔记--分析Linux内核创建一个新进程的过程 zl + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/U ...
随机推荐
- 使用Socket开发http服务器时碰到的问题及处理方法
1. 前言 最近正在为QA测试开发压力测试框架,要为测试人员提供一个结果的图形化表示界面.为了展示数据的及时性,不得不使用lua语言实现一个http服务器.由于http服务需要提供的服务比较简单 ...
- BZOJ3534:[SDOI2014]重建(矩阵树定理)
Description T国有N个城市,用若干双向道路连接.一对城市之间至多存在一条道路. 在一次洪水之后,一些道路受损无法通行.虽然已经有人开始调查道路的损毁情况,但直到现在几乎没有消息传回. 幸运 ...
- Mysql双主 keepalived+lvs实现mysql高可用性
MySQL复制 能够保证数据的冗余的同时可以做读写分离来分担系统压力,如果是主主复制还可以很好的避免主节点的单点故障.但是MySQL主主复制存在一些问题无法满足我们的实际需要:未提供统一访问入口来实现 ...
- linux服务器关闭ipv6 方法
第一个文件: /etc/sysconfig/network 第二个文件:如无此文件,vim添加 /etc/modprobe.d/disable_ipv6.conf
- 使用 zTree 右键菜单功能的总结
一: 首先什么是zTree? zTree 是一个依靠 jQuery 实现的多功能 “树插件”.优异的性能.灵活的配置.多种功能的组合是 zTree 最大优点.专门适合项目开发,尤其是 树状菜单.树状 ...
- XMl转Map-map调用公共模板
效果 <?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?> <SERVICE> <SERVICE_HEADER ...
- Android 一个相对完整的自动升级功能实现代码
由于项目的需要最近做了一个关于Android自动升级的功能,下面将贴出Android手机客户端的完整代码.这段代码参考别的代码居多,由于不满足需求,所以自己仅仅改了一些需要变动的内容,其他功能都是按照 ...
- 【转】VISUAL STUDIO 2008代码指标为您节省资金
转自:https://www.geekzone.co.nz/vs2008/4773 Visual Studio 2008 Team Developer和Team Suite版本中提供的许多新功能之一是 ...
- float与double的范围和精度以及大小非零比较
1. 范围 float和double的范围是由指数的位数来决定的. float的指数位有8位,而double的指数位有11位,分布如下: float: 1bit(符号位) 8bits(指数位) ...
- 利用IDA6.6进行apk dex代码动态调试
网上公开IDA6.6已经有一段时间,这个版本有个好处就是可以动态调试java代码.正好现在需要动态调试,所以顺便练习一下. 根据android的官方文档,如果要调试一个apk里面的dex代码,必须满足 ...