分析Linux内核创建一个新进程的过程

  1. 创建进程常常用到的函数:1:fork创建自集成;2:vofrk:创建子进程,与父进程共享地址空间;3:clone,创建线程;
  2. 创建一个进程的过程中涉及用到的函数:
    sys_clone,do_fork,dup_task_struct,copy_process,copy_thread,et_from_fork
    分析Linux内核创建一个新进程的过程_第1张图片

    1.在创建进程的时候,传统的unix会全复制父进程给子进程。这种方式不好的是,创建慢、浪费空间;而其实子进程无需复制父进程所有的东西,因为有些是不需要的。
    2.现在的unix系统,系统创建进程有3种机制来避免以上的缺点:

    • a:Copy On Write——允许父子进程读同一物理页(原父页变成共享页),要写时,才复制物理页给他们(减少物理页的复制)
      b:Lightweight processes——允许父子进程共享多个内核数据结构(例如通过传递指针的方式实现),如页表(整个用户态地址空间)、打开的文件列表、信号倾向(不会翻译)(减少相应的数据结构的复制)
      c:vfork() system call——创建一个子进程使用父进程的内存地址空间,并且锁住内存地址空间,在子进程退出或者它执行一个新的程序之前,父进程不能修改其内存地址空间。(锁的机制减少内存地址空间内容的复制)

实验步骤

  1. 添加fork()到MenuOS
  2. 编译并启动MenuOS;
  3. 用GDB连接,添加breakpoints
  4. 根据观察copy_process是建立新进程
  5. weak_up_new_task则是运行这个新进程,所以要尝试添加这样一个断点
  6. breakpoints list:b sys_clone;b do_fork;b copy_process;b dup_task_struct;b alloc_task_struct_node;b arch_dup_task_struct;b copy_thread;b ret_from_fork;b wake_up_new_task;
  7. 通过以上断点来跟踪fork的执行过程;

实验记录
分析Linux内核创建一个新进程的过程_第2张图片
分析Linux内核创建一个新进程的过程_第3张图片
分析Linux内核创建一个新进程的过程_第4张图片

说在最后:根据代码的分析,do_fork中,copy_process管子进程运行的准备,wake_up_new_task作为子进程forking的完成。
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