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ret_from_fork

分析fork函數(shù)對應的系統(tǒng)調(diào)用處理過程

啟動保護fork命令的menuOS

設置斷點進行調(diào)試

進程的創(chuàng)建

從了解進程的創(chuàng)建，進程間調(diào)度切換，來從總體把握進程工作

當前進程復制一個子進程，然后進行修改

fork一個子進程的代碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc , char * argv[])
{
    int pid;
    pid = fork();
    if(pid<0)
    {
        fprintf(stderr,"Fork Failed !");
        exit(-1);
    }
    else if (pid==0)
    {
        printf("This is Child Process!\n");
     }
    else
    {
        printf("This is Parent Process !\n");
        wait(NULL);
        printf("Child Complete!\n:);
    }

}

-fork()是用戶態(tài)用于創(chuàng)建子進程的系統(tǒng)調(diào)用
-pid<0時打印出錯信息
-子進程中fork()返回值為0，父進程中fork()返回值為進程pid值
-所以else if和else都將被執(zhí)行
理解進程創(chuàng)建過程復雜代碼的方法

創(chuàng)建一個新進程在內(nèi)核中的執(zhí)行過程
-fork、vfork和clone三個系統(tǒng)調(diào)用都可以創(chuàng)建一個新進程，而且都是通過調(diào)用do_fork來實現(xiàn)進程的創(chuàng)建
-創(chuàng)建新進程是通過復制當前進程來實現(xiàn)
-復制一個PCB task_struct
-給新進程分配一個新內(nèi)核堆棧
-修改進程數(shù)據(jù)如pid、進程鏈表等
-從用戶態(tài)代碼中可以看到fork()函數(shù)返回兩次，在父進程和子進程中各返回一次，父進程從系統(tǒng)調(diào)用中返回，子進程從系統(tǒng)調(diào)用中返回涉及了子進程的內(nèi)核堆棧數(shù)據(jù)狀態(tài)和task_struct中thread記錄的sp和ip的一致性問題，在copy_thread in copy_process里設定

do_fork

long do_fork(unsigned long clone_flags,
          unsigned long stack_start,
          unsigned long stack_size,
          int __user *parent_tidptr,
          int __user *child_tidptr)
{
    struct task_struct *p;
    int trace = 0;
    long nr;

    /*
     * Determine whether and which event to report to ptracer.  When
     * called from kernel_thread or CLONE_UNTRACED is explicitly
     * requested, no event is reported; otherwise, report if the event
     * for the type of forking is enabled.
     */
    if (!(clone_flags & CLONE_UNTRACED)) {
        if (clone_flags & CLONE_VFORK)
            trace = PTRACE_EVENT_VFORK;
        else if ((clone_flags & CSIGNAL) != SIGCHLD)
            trace = PTRACE_EVENT_CLONE;
        else
            trace = PTRACE_EVENT_FORK;

        if (likely(!ptrace_event_enabled(current, trace)))
            trace = 0;
    }

    p = copy_process(clone_flags, stack_start, stack_size,
             child_tidptr, NULL, trace);
    /*
     * Do this prior waking up the new thread - the thread pointer
     * might get invalid after that point, if the thread exits quickly.
     */
    if (!IS_ERR(p)) {
        struct completion vfork;
        struct pid *pid;

        trace_sched_process_fork(current, p);

        pid = get_task_pid(p, PIDTYPE_PID);
        nr = pid_vnr(pid);

        if (clone_flags & CLONE_PARENT_SETTID)
            put_user(nr, parent_tidptr);

        if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
            p->vfork_done = &vfork;
            init_completion(&vfork);
            get_task_struct(p);
        }

        wake_up_new_task(p);

        /* forking complete and child started to run, tell ptracer */
        if (unlikely(trace))
            ptrace_event_pid(trace, pid);

        if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
            if (!wait_for_vfork_done(p, &vfork))
                ptrace_event_pid(PTRACE_EVENT_VFORK_DONE, pid);
        }

        put_pid(pid);
    } else {
        nr = PTR_ERR(p);
    }
    return nr;
}

copy process創(chuàng)建進程內(nèi)容
-dup_task_struct復制pcb，分配新空間
-然后初始化賦值子進程信息
-copy thread從子進程pid內(nèi)核堆棧位置棧底，拷貝內(nèi)核堆棧數(shù)據(jù)和指定新進程的第一條指令地址

創(chuàng)建的新進程從哪里開始執(zhí)行

·p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;·
ret_from_fork返回了子進程調(diào)度的第一條指令
在復制內(nèi)核堆棧時只復制了其中一部分SAVE_ALLL相關的部分，int指令和cpu壓棧內(nèi)容，即最棧底的部分
ret_from_fork會跳轉(zhuǎn)syscall exit，最終返回用戶態(tài)，此時返回到子進程用戶空間
所以創(chuàng)建的新進程從ret_from_fork開始執(zhí)行

王瀟洋
原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明出處
《Linux內(nèi)核分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000