linux进程创建过程,Linux 进程创建过程的分析

内容说明

本次的内容，是一次 MOOC 课程的作业。具体的，是使用汇编对 Linux 系统调用部分进行模拟实现，从而更加直观的验证 Linux 系统的基本机制。

作业声明

qianyizhou17 + 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

实验准备

1 本次实验并没有使用 MOOC 课程上提供的实验楼的环境，而是自行搭建了 64Bit Ubuntu 虚拟机。

2 本次试验使用了 Ubuntu 16.04，环境搭建和软件安装部分，可以参照上一篇博客的环境搭建部分。

3 之前完成过 qemu 的实验，rootfs.img 的制作，gdb 的跟踪等。

实验操作

1 下载示例中的 menu 代码：Git clone https://github.com/mengning/menu.git ，并使用 test_fork.c 替换 test.c 文件：$ mv test_fork.c test.c

2 注意：在简易的系统初始化完成之后，再加入断点(否则系统在初始化阶段会频繁进入 do_fork 调用)

3 分别在 sys_clone、do_fork、dup_task_struct、copy_process、copy_thread、ret_from_fork 处打入断点

4 在 qemu 系统中键入 fork，开始试验观察

分析总结 1 进程控制块 PCB 包含了进程的所有必要信息，包括运行状态、pid、堆栈、优先级、与文件系统、内存系统的关联等，因此创建一个进程，首先要创建这部分信息并进行初始化 2 linux 系统中使用 fork、vfork 以及 clone 三种方式来创建一个新进程，但这三种方式的本质都是使用 do_fork 来完成操作，因此我们只需要专注分析 do_fork 即可 3 do_fork 中，首先使用 copy_process 来复制和初始化新进程的 PCB 信息，其中： 3.1 dup_task_struct 实现 PCB 的创建、拷贝和初始化，以及内核堆栈的分配； 3.2 随后是大量进程内部数据的修改、初始化； 3.3 之后的 copy_process完成新进程 sp、ip 等寄存器的指向，使得完成 ret 之前的准备工作并等待调度 4 最后通过 ret_from_fork 返回，并等待系统调度从而执行新的进程 5 由于子进程通过 copy_process 复制了父进程的相关堆栈信息，因此进程的基本变量信息、函数的返回位置同父进程一致——这也是 fork 调用后，分别再父、子进程中的相同位置进行返回的原因

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