2021-11-07

2021-2022-1 20212825《Linux内核原理与分析》第七周作业

一.实验

1.在MenuOS中增加命令fork

cd ~/LinuxKernel
rm menu -rf
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu 
mv test_fork.c test.c
make rootfs 

2.跟踪分析进程创建过程

cd ~/LinuxKernel
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s

cd ~/LinuxKernel
gdb
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234

3.设置断点

b sys_clone
b do_fork
b dup_task_struct
b copy_process
b copy_thread
b ret_from_fork

二、实验分析

创建进程的大致流程
1.fork函数通过ox80中断（系统调用）来陷入内核，然后进入系统提供的相应系统调用来完成进程的创建过程。

2.fork、vfork、和clone三个系统调用都可以创建一个新的进程，而且都是通过do_fork来实现进程的创建。

3.在do_fork中首先调用copy_process为子进程复制一份进程信息。

4.调用dup_task_struct复制当前的task_struct。

5.检查进程数是否超过限制。

6.初始化自旋锁、挂起信号、CPU定时器等。

7.调用sched_fork初始化进程数据结构，并把进程状态设置为TASK_RUNNING.

8.复制所以进程信息，包括文件系统、信号处理函数、信号、内存管理等。

9.调用copy_thread初始化进程内核栈。

10.为新进程分配并设置新的pid

三.总结

可以通过fork、vfork和clone来创建一个新进程,而他们又都是通过调用do_ fork方法来实现的。do_ fork函数主要是调用copy_ process函数来为子进程复制父进程信息的。copy_ process函数调用 dup_task_struct为子进程分配新的堆栈;调用sched_ fork 初始化进程数据结构,并把进程状态设置为TASK_ RUNNING。copy_ process函数尤为重要,我们可以看到为什么fork()函数返回值为0，并且fork出的子进程是从哪里开始执行的:将子进程的ip设置为ret_ from_ fork的首地址，子进程从ret_ from_ fork开始执行。