进程的描述和进程的创建
一、进程的描述
操作系统三大功能：
- 进程管理
- 内存管理
- 文件系统
进程描述符task_struct数据结构
- task _ struct：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。
- 进程的状态：Linux进程的状态（就绪态、运行态、阻塞态）
- 进程的标示pid：用来标示进程
进程描述符task_struct数据结构（重要部分）：
1 struct task_struct {
2 volatile long state; /* 进程的运行状态-1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
3 void *stack; /*指定了进程的内核堆栈*/
4 atomic_t usage;
5 unsigned int flags; /* 每一个进程的标识符 */
6
7 int on_rq; /*运行队列*/
8
9 pid_t pid; /*进程标识符*/
10
11 struck list_head task; /*进程链表*/
12
13 /*父子进程*/
14 struct task_struct __rcu *real_parent; /* real parent process */
15 struct task_struct __rcu *parent;
16
17 struct list_head children; /* list of my children */
二、进程的创建
start _ kernel代码中的rest _ init创建两个内核线程，kernel _ init和kthreadd。
kernel _ init将用户态进程init启动,是所有用户态进程的祖先。
kthreadd是所有内核线程的祖先。
0号进程是所有线程的祖先。（0号进程时手工写的）
fork一个子进程的代码：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 int main(int argc, char * argv[])
5 {
6 int pid;
7 /* fork another process */
8 pid = fork();
9 if (pid < 0)
10 {
11 /* error occurred */
12 fprintf(stderr,"Fork Failed!");
13 exit(-1);
14 }
15 else if (pid == 0)
16 {
17 /* child process */
18 printf("This is Child Process!\n");
19 }
20 else
21 {
22 /* parent process */
23 printf("This is Parent Process!\n");
24 /* parent will wait for the child to complete*/
25 wait(NULL);
26 printf("Child Complete!\n");
27 }
28 }
这里特别说明一下：else if和if两个模块的代码都会被执行，子进程和父进程都会返回，子进程返回0，父进程返回子进程pid。
实验：
1. 删除menu，克隆新的menu。
2.查看help
3.gdb调试
4.设置断点
5.单步追踪
总结：
新的进程从哪里开始？
1 *childregs = *current_pt_regs(); //复制内核堆栈 2 childregs->ax = 0; //为什么子进程的fork返回0，这里就是原因！ 3 4 p->thread.sp = (unsigned long) childregs; //调度到子进程时的内核栈顶 5 p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork; //调度到子进程时的第一条指令地址
Linux通过复制父进程来创建一个新进程：复制父进程PCB--task_struct来创建一个新进程，要给新进程分配一个新的内核堆栈。
修改复制过来的进程数据，比如pid、进程链表等等执行copy_process和copy_thread。
设置sp调度到子进程时的内核栈顶，ip转到子进程时的第一条指令地址
之后，当子进程获得CPU的控制权开始运行的时候，ret _ form _ fork可以将后面的堆栈出栈，从iret返回到用户态，从而切换到子进程的用户空间，完成新进程的创建。
时间： 2024-11-15 12:29:07