2019-2020-1 20199301《Linux内核原理与分析》第七周作业

第六章

进程的描述和进程的创建

学习笔记

1.操作系统的三大管理功能：

• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统

2.操作系统最核心的功能是进程管理。

3.为了管理进程，内核要描述进程的结构，也成为进程描述符，进程描述符提供了进程相关的所有信息。

• task_struct数据结构非常庞大

4.就绪态和运行态都是TASK_RUNNING

5.操作系统原理中的进程有就绪态、运行态、阻塞态这三种基本状态，与实际的Linux内核管理的进程状态不同

• Linux内核中是否在运行取决于它有没有获得CPU的控制权
• 一个正在运行的进程在等待特定的事件或资源时会进入阻塞态。
• 阻塞态分为两种TASK_INTERRUPTIBLE（可以被信号和wake_up()唤醒）和TASK_UNINTERRUPTIBLE（只能被wake_up()唤醒）。

6.进程的标识符PID也很重要，在进程描述中用pid和tgid标识进程。

7.struct list_head tasks 用于管理进程数据结构的双向链表

8.fork.vfork和clone这三个系统调用和kernel_thread内核函数都可以创建一个新进程，而且都是通过do_fork函数来创建进程的，只是传递的参数不同。

实验

• 删掉menu，克隆一份新的，把test.cgei覆盖掉。

• 在sys_clone，do_fork，dup_task_struck，copy_process，copy_thread，ret_from_fork处设置断点

• 在MenuOS中执行fork，就会发现fork函数停在了父进程中

• 继续执行 停在了do_fork的位置
• 继续追踪

• 在copy_thread中得到初始化

总结

Linux中，fork、vfork和clone三个系统调用都是通过调用do_fork来实现进程的创建，而fork()系统调用产生的子进程在系统调用处理过程中从ret_from_fork处开始执行。fork会产生父子进程，在父进程中，返回值是子进程的进程号；在子进程中，返回值为0。因此可通过返回值来判断当前进程是父进程还是子进程。使用fork函数得到的子进程是父进程的一个复制品，它从父进程处复制了整个进程的地址空间，包括进程上下文，进程堆栈，内存信息，打开的文件描述符，信号控制设定，进程优先级，进程组号，当前工作目录，根目录，资源限制，控制终端等。而子进程所独有的只是它的进程号，资源使用和计时器等。可以看出，使用fork函数的代价是很大的，它复制了父进程中的代码段，数据段和堆栈段里的大部分内容，使得fork函数的执行速度并不快。