2019-2020-1 20199329《Linux内核原理与分析》第七周作业

《Linux内核原理与分析》第七周作业

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一.本周内容概述：

• 对Linux系统如何创建一个新进程进行追踪
• 分析Linux内核创建一个新进程的过程

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二.本周学习内容：

1.学习进程的描述

• 操作系统内核实现操作系统的三大管理功能：进程管理，内核管理和文件系统，其中最核心的功能是进程管理。
• 在操作系统原理中，我们通过进程控制块PCB描述进程，通常采用一个数据结构struct task_struct来描述进程，其中比较常见的属性如state是进程状态，常见状态有就绪态，运行态和阻塞态。
  
  运行过程如图所示：
  
  

2.实验楼实验内容：分析Linux内核创建一个新进程的过程

• 初始化Menu Os，输入fork可以看到menuos触发了一个fork系统调用
  
  实践截图如下：
  
  

• 退出menu目录，在LinuxKernel目录下执行

实践截图如下：

• 横屏打开另一个终端,进行gdb追踪

remote target:1234

• 然后对sys_clone，do_fork，dup_task_struct，copy_process，copy_thread和ret_from_fork设置断点
  
  实践截图如下：
  
  

• 在gdb中continue执行到第一个断点SyS_clone处
  
  实践截图如下：
  
  

• 执行至第2个断点do_fork创建新进程：
  
  实践截图如下：
  
  

• 单步执行调试，会停留在第4个断点copy_pocess
  
  实践截图如下：
  
  

• 单步执行调试，会停留在第3个断点
  
  实践截图如下：
  
  

• 继续执行调试，停留在第5个断点copy_thread和第6个断点ret_from_fork上
  
  实践截图如下：
  
  

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三.总结与疑难

这一周主要学习了进程的创建过程大致是复制进程描述符、复制其它进程资源（采用写时复制技术）、分配子进程的内核堆栈并对内核堆栈关键信息进行初始化。

问题是fork、vfork、clone这三种系统调用的不同，通过查阅资料发现：

• fork()：子进程拷贝父进程的数据段，代码段，父子进程的执行次序不确定；
• vfork()：创建的子进程与父进程共享数据段,而且子进程将先于父进程运行；
• fork()：子进程拷贝父进程的数据段，代码段，父子进程的执行次序不确定；

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四.下周计划

• [ ] 完成书本上的课后习题
• [ ] 继续使用虚拟机环境研究内核

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2019 年 11月 3日