2020-2021-1 20209307《Linux内核原理与分析》第七周作业

这个作业属于哪个课程	<2020-2021-1Linux内核原理与分析）>
这个作业要求在哪里	<2020-2021-1Linux内核原理与分析第七周作业>
这个作业的目标	<分析Linux内核创建一个新进程的过程>
作业正文	https://www.cnblogs.com/wzyxiaowang/p/14020866.html

一、知识点总结

1、进程的描述

1.1 操作系统三大功能：进程管理、内存管理、文件系统

1.2进程描述符：为了管理进程，内核必须对每个进程进行清晰的描述，进程描述符提供了内核所需了解的进程信息。

1.3Linux进程的状态

在代码运行运行过程中，进程的可分为不同的状态，在linux下，进程分为三种主要状态状态：就绪态、运行态和阻塞状态。每种状态将会依据外部条件不断的切换。 刚开始创建的进程叫做就绪态，叫做task_running 当被调用之后，开始运行叫做运行态，也叫做task_running 这两个状态都用了task_runing同一个标志，可理解为可运行状态，是否运行要看时间片等信息。 如果进程终止后进入僵尸状态，最终被回收。 如果等待某件事情将进入阻塞状态。如果被唤醒重新进入就绪态。

1.4进程链表：为了对给定类型的进程(比如所有在可运行状态下的进程)进行有效的搜索，内核维护了几个进程链表。

2、进程的创建过程

（1）Linux通过复制父进程来创建一个新进程：复制父进程PCB--task_struct来创建一个新进程，要给新进程分配一个新的内核堆栈。

（2）修改复制过来的进程数据，比如pid、进程链表等等执行copy_process和copy_thread。

（3）从ret_from_fork开始执行新进程。

二、实验六:分析Linux内核创建一个新进程的过程

1.删除之前的menu，再通过git克隆一份新的，使用mv把test.c覆盖掉，然后执行 make roofts

-rm -rf menu
-git clone http://github.com/mengning/menu.git

2.编译运行出来使用help可以看到列表中增加了fork

-make rootfs
-MenuOS>>help

3.使用水平分割，再开启一个shell窗口，启动gdb，把内核加载进来，连接到target remote:1234,使用b在sys_clone、do_fork、dup_task_struct、copy_process、copy_thread、ret_from_fork处各设置断点

-(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux
-(gdb)target remote:1234
-(gdb)b sys_clone
-(gdb)b do_fork
-(gdb)b dup_task_struct
-(gdb)b copy_process
-(gdb)b copy_thread
-(gdb)b ret_from_fork

4.使用c继续执行，停到了 do_fork 位置，然后使用命令n

-(gdb)c
-(gdb)n

三、实验总结

当子进程获得cpu控制权开始运行的时候，它的ret_from_fork可以做一系列工作，然后返回到用户态；此时的进程已经不是原来父进程的进程空间了。设置sp调度到子进程时的内核栈顶，ip转到子进程时的第一条指令地址之后，当子进程获得CPU的控制权开始运行的时候，ret _ form _ fork可以将后面的堆栈出栈，从iret返回到用户态，从而切换到子进程的用户空间，完成新进程的创建。在这个过程中fork()函数被调用一次，但是返回了两次。