do_fork(一)

fork 是linux创建进程的系统调用，相关的函数（不只是系统调用）还有 vfork,clone,sys_frok等。这些函数会整理不同参数，再调用到 do_fork 中。

本篇文章主要介绍do_fork 函数。（sys_call_table 是 系统调用表， fork -> syscall(number) -> sys_fork -> do_fork）

 1 /*
 2  *  Ok, this is the main fork-routine.
 3  *
 4  * It copies the process, and if successful kick-starts
 5  * it and waits for it to finish using the VM if required.
 6  */
 7 long do_fork(unsigned long clone_flags,
 8           unsigned long stack_start,
 9           struct pt_regs *regs,
10           unsigned long stack_size,
11           int __user *parent_tidptr,
12           int __user *child_tidptr)
13 {
14     struct task_struct *p;
15     int trace = 0;
16     long pid;
17
18     if (unlikely(current->ptrace)) {
19         trace = fork_traceflag (clone_flags);
20         if (trace)
21             clone_flags |= CLONE_PTRACE;
22     }
23
24     p = copy_process(clone_flags, stack_start, regs, stack_size, parent_tidptr, child_tidptr);
25     /*
26      * Do this prior waking up the new thread - the thread pointer
27      * might get invalid after that point, if the thread exits quickly.
28      */
29     pid = IS_ERR(p) ? PTR_ERR(p) : p->pid;
30
31     if (!IS_ERR(p)) {
32         struct completion vfork;
33
34         if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
35             p->vfork_done = &vfork;
36             init_completion(&vfork);
37         }
38
39         if ((p->ptrace & PT_PTRACED) || (clone_flags & CLONE_STOPPED)) {
40             /*
41              * We'll start up with an immediate SIGSTOP.
42              */
43             sigaddset(&p->pending.signal, SIGSTOP);
44             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING);
45         }
46
47         p->state = TASK_STOPPED;
48         if (!(clone_flags & CLONE_STOPPED))
49             wake_up_forked_process(p);    /* do this last */
50         ++total_forks;
51
52         if (unlikely (trace)) {
53             current->ptrace_message = pid;
54             ptrace_notify ((trace << 8) | SIGTRAP);
55         }
56
57         if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
58             wait_for_completion(&vfork);
59             if (unlikely (current->ptrace & PT_TRACE_VFORK_DONE))
60                 ptrace_notify ((PTRACE_EVENT_VFORK_DONE << 8) | SIGTRAP);
61         } else
62             /*
63              * Let the child process run first, to avoid most of the
64              * COW overhead when the child exec()s afterwards.
65              */
66             set_need_resched();
67     }
68     return pid;
69 }

18行：likely和unlikely是内核代码中常用的宏，likely实际是希望表达式x==1，即表达式x成立，并且在代码实际执行中，表达式x在绝大多数情况下是成立的，相反，unlikely是希望表达式在绝大多数情况下不成立。

24行： copy_process 复制进程信息。

31行： IS_ERR 是内核判断地址是否合法的常用函数。（具体为什么是(unsigned long)ptr > (unsigned long)-1000L，没太理解，chatgpt说是约定负数为错误，但个人感觉他说的不对。应该和地址空间有关（用户态占用3G内存，内核占用1G内存。））

34行： CLONE_VFORK  // set if the parent wants the child to wake it up on mm_release  ，英文不好，大概理解是  当子进程调用 mm_release 时，唤醒父进程。查看调用 CLONE_VFORK  的函数，发现都是vfork在使用。vfork 系统调用会要求先运行子进程，再运行父进程。所以猜测，是唤醒父进程使用的。

同时再搜索mm_release函数调用发现 vork_done 标志及注释，可以用来佐证上述猜想。

39行： 如果有人跟踪子进程，或者子进程设置里暂停状态，将子进程设置成暂停状态，设置TIF_SIGPENDING标志。（#define TIF_SIGPENDING 3 /* signal pending */ 不同系统这个值不一样）

47行： state用来记录进程状态。初始化成stop状态

48行：进程初始化是stop状态，如果再fork时没有设置stop状态，则将状态修改成 running。

50行：我理解是total_forks 是进程总数，新增加一个进程，就会+1， 销毁进程，应该是-1，但是没有看到-1操作。全局搜索，只看到显示函数有使用（应该是再/proc/stat下,或者是proc/pid/stat???)

52行：如果子进程被调试，则通知调试进程。

57行：VFORK要求先执行子进程，再执行父进程。

do_fork 函数读完，下一篇读 do_fork -> copy_process, 进程相关的信息都在这个函数里。

技术水平有限，虚心求教，欢迎指正。