窥探 kernel --- do_fork

本系列文章由张同浩编写，转载请注明出处：http://blog.csdn.net/muge0913/article/details/7479451

邮箱：[email protected]

在上次的文章中详细的介绍了几个系统调用，它们最终都是调用了do_fork来实现进程的创建。do_fork主要完成了进程描述符的创建和pid的创建，以及进程描述符的拷贝。

本系列文章所用源码均来自2.6.38.

源码分析如下：

/*
 *  Ok, this is the main fork-routine.
 *
 * It copies the process, and if successful kick-starts
 * it and waits for it to finish using the VM if required.
 */
  /*这部分代码是在2.6.38中实现的*/
/*参数clone_flags由两部分组成，最低的一个字节为信号掩码，用于指定子进程退出时
*子进程向父进程发出的信号，通过sys_fork和sys_vfork知道它们的信号就是SIGCHLD，而
*clone由用户自己决定。对于第二部分表示资源和特性标志位，fork为0，vfork为CLONE_VFORK和CLONE_VM
*而clone由用户自己定义。
*/
long do_fork(unsigned long clone_flags,
	      unsigned long stack_start,
	      struct pt_regs *regs,
	      unsigned long stack_size,
	      int __user *parent_tidptr,
	      int __user *child_tidptr)
{
	/*定义一个进程描述符*/
	struct task_struct *p;
	int trace = 0;
	long nr;//子进程号

	/*
	 * Do some preliminary argument and permissions checking before we
	 * actually start allocating stuff
	 */
	/*
	*一些必要的检查工作，我们会发现在sys_fork,sys_vfork,kernel_thread中都没有传递CLONE_NEWUSER可见
	*以下这些代码没有执行，这个检查主要是为sys_clone使用的。
	*/
	if (clone_flags & CLONE_NEWUSER) {
		if (clone_flags & CLONE_THREAD)//跟踪标志被设置，出错。
			return -EINVAL;
		/* hopefully this check will go away when userns support is
		 * complete
		 */
		if (!capable(CAP_SYS_ADMIN) || !capable(CAP_SETUID) ||
				!capable(CAP_SETGID))
			return -EPERM;
	}

	/*
	 * We hope to recycle these flags after 2.6.26
	 */
	 /*这些代码也是就一些检查工作*/
	if (unlikely(clone_flags & CLONE_STOPPED)) {
		static int __read_mostly count = 100;

		if (count > 0 && printk_ratelimit()) {
			char comm[TASK_COMM_LEN];

			count--;
			printk(KERN_INFO "fork(): process `%s' used deprecated "
					"clone flags 0x%lx\n",
				get_task_comm(comm, current),
				clone_flags & CLONE_STOPPED);
		}
	}

	/*
	 * When called from kernel_thread, don't do user tracing stuff.
	 */
	if (likely(user_mode(regs)))
		trace = tracehook_prepare_clone(clone_flags);

	/*copy_process来完成具体进程的创建，在系统资源丰富的条件下，来完成进程描述符的拷贝，当然进程号不同*/
	p = copy_process(clone_flags, stack_start, regs, stack_size,
			 child_tidptr, NULL, trace);
	/*
	*调用完copy_process后如果没有指定CLONE_STOPPED就会调用下面的wake_up_new_task把新建的进程放到
	*运行队列中。如果父子进程在同一个cpu中运行，且在没有设置CLONE_VM标志，则会采用写实复制技术，把子进程放到
	*父进程的前面，如果子进程调用了exec就会避免一系列不必要的复制操作。
	*/
	/*
	 * Do this prior waking up the new thread - the thread pointer
	 * might get invalid after that point, if the thread exits quickly.
	 */
	 /*IS_ERR()判断p是否正确*/
	if (!IS_ERR(p)) {
		/*进程描述符创建成功后，根据clone_flags来设置进程状态*/
		struct completion vfork;

		trace_sched_process_fork(current, p);

		nr = task_pid_vnr(p);
		
		/*
		*在sys_fork,sys_vfork,kernel_thread中没有CLONE_PARENT_SETTID且parent_tidptr=NULL
		*为sys_clone使用
		*/
		if (clone_flags & CLONE_PARENT_SETTID)
			put_user(nr, parent_tidptr);

		/*
		*sys_fork 或 sys_clone检查的,如果设置了就把父进程放进等待队列中
		*/
		if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
			p->vfork_done = &vfork;
			init_completion(&vfork);
		}

		audit_finish_fork(p);
		tracehook_report_clone(regs, clone_flags, nr, p);

		/*
		 * We set PF_STARTING at creation in case tracing wants to
		 * use this to distinguish a fully live task from one that
		 * hasn't gotten to tracehook_report_clone() yet.  Now we
		 * clear it and set the child going.
		 */
		p->flags &= ~PF_STARTING;

		if (unlikely(clone_flags & CLONE_STOPPED)) {
			/*
			 * We'll start up with an immediate SIGSTOP.
			 */
			sigaddset(&p->pending.signal, SIGSTOP);
			set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING);
			__set_task_state(p, TASK_STOPPED);
		} else {
			wake_up_new_task(p, clone_flags);
		}

		tracehook_report_clone_complete(trace, regs,
						clone_flags, nr, p);

		if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
			freezer_do_not_count();
			wait_for_completion(&vfork);//等待队列
			freezer_count();
			tracehook_report_vfork_done(p, nr);
		}
	} else {
		nr = PTR_ERR(p);
	}
	return nr;
}