一、本周知识点提炼
1.1操作系统内核三大功能：
操作系统内核三大功能分别是进程管理，内存管理，文件系统。
其中最核心的是进程管理，而pid是系统区别进程的编号。
本周学习及实验重点就是学习和分析进程管理的重要性，所以接下来将对进程管理进行总结。
1.2进程管理总结：
首先我们应该了解到Linux通过复制父进程来创建一个新进程，下面以本周实验中用到的fork()函数进行具体分析。
fork函数，具体的过程：
1.复制一个PCB——task_struct.
2.要给新进程分配一个新的内核堆栈
ti = alloc_thread_info_node(tsk, node);
tsk->stack = ti;
setup_thread_stack(tsk, orig); //这里只是复制thread_info，而非复制内核堆栈
3.要修改复制过来的进程数据，比如pid、进程链表等，见copy_process内部。
*childregs = *current_pt_regs(); //复制内核堆栈
childregs->ax = 0; // 子进程的fork返回0
p->thread.sp = (unsigned long) childregs; //调度到子进程时的内核栈顶
p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork; //调度到子进程时的第一条指令地址
应当注意：系统调用内核处理函数sys_fork,sys_vfrok,sys_clone，其实最终执行的都是do_fork
do_fork里有：
copy_process
dup_task_struct // 复制pcb
alloc_thread_info_node // 创建了一个页面，其实就是实际分配内核堆栈空间的效果。
setup_thread_stack // 把thread_info的东西复制过来
之后初始化子进程
.
创建的新进程是从哪里开始执行的--》ret_from_fork（这是本周的重中之重）
*childregs = *current_pt_regs(); //复制内核堆栈（复制的pt_regs，是SAVE_ALL中系统调用压栈的那一部分。）
childregs->ax = 0; // 子进程的fork返回0
p->thread.sp = (unsigned long) childregs; // 调度到子进程时的内核栈顶
p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork; //调度到子进程时的第一条指令地址
ip指向的是ret_from_fork，所以是从这里开始执行的。
二、本周实验
2.1实验要求
1.阅读理解task_struct数据结构http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/include/linux/sched.h#1235；
2.分析fork函数对应的内核处理过程sys_clone，理解创建一个新进程如何创建和修改task_struct数据结构；
3.使用gdb跟踪分析一个fork系统调用内核处理函数sys_clone ，验证您对Linux系统创建一个新进程的理解,推荐在实验楼Linux虚拟机环境下完成实验。
4.特别关注新进程是从哪里开始执行的？为什么从哪里能顺利执行下去？即执行起点与内核堆栈如何保证一致。
2.2 实验过程：
1.删除原来的menu，并clone新的menu,用test_fork.c覆盖test.c
2.make rootfs之后新的内核启动，测试fork功能
3.冷冻内核，准备单步跟踪，查看新的进程
4.用gdb进行单步跟踪的调试，首先进行断点的设置，依照fork进程的组成函数设置断点
5.单步跟踪程序，分析结果
2.3实验结果总结分析
本周的课程最重要的就是进程的管理，而do_fork就是其中一个最关键的宏。
do_fork处理了以下内容：
- 调用copy_process，将当期进程复制一份出来为子进程，并且为子进程设置相应地上下文信息。
- 初始化vfork的完成处理信息（如果是vfork调用）
- 调用wake_up_new_task，将子进程放入调度器的队列中，此时的子进程就可以被调度进程选中，得以运行。
- 如果是vfork调用，需要阻塞父进程，知道子进程执行exec。
进程创建的关键copy_process，其工作流程如下：
1.检查各种标志位（已经省略）
2.调用dup_task_struct复制一份task_struct结构体，作为子进程的进程描述符。
3.检查进程的数量限制。
4.初始化定时器、信号和自旋锁。
5.初始化与调度有关的数据结构，调用了sched_fork，这里将子进程的state设置为TASK_RUNNING。
6.复制所有的进程信息，包括fs、信号处理函数、信号、内存空间（包括写时复制）等。
7.调用copy_thread，这又是关键的一步，这里设置了子进程的堆栈信息。
8.为子进程分配一个pid
9.设置子进程与其他进程的关系，以及pid、tgid等。这里主要是对线程做一些区分。
copy_thread函数为子进程准备了上下文堆栈信息，其工作流程如下：
- 获取子进程寄存器信息的存放位置
- 对子进程的thread.sp赋值，将来子进程运行，这就是子进程的esp寄存器的值。
- 如果是创建内核线程，那么它的运行位置是ret_from_kernel_thread，将这段代码的地址赋给thread.ip，之后准备其他寄存器信息，退出
- 将父进程的寄存器信息复制给子进程。
- 将子进程的eax寄存器值设置为0，所以fork调用在子进程中的返回值为0.
- 子进程从ret_from_fork开始执行，所以它的地址赋给thread.ip，也就是将来的eip寄存器。
三、第三周测试分析总结
本周课堂测试重点是为了让大家学习c语言中嵌套汇编程序的方法。本次测试中要求将之前编写的sum文件进行反汇编，观察其反汇编的结果，并将其在main.c中通过汇编调用sum。
首先展示一下我的sum函数
int sum(int N,int sum )
{
sum=sum+N;
return sum;
}
3.1汇编观察分析
由于编程方法的不同，我的sum函数没有传入数组，而是通过循环将所有输入的数字进行累加。
接着通过objdum -d sum.o指令反汇编sum.o，并观察其反汇编之后的汇编语句。
首先这些语句是不能直接当作汇编语句嵌套进c语言的，因为在尝试之后发现c语言中嵌套的汇编语句无法识别rbp，edi等寄存器，因此一定要理解语句当中的意思并且用嵌套语言写出来。
首先我们看到的两句是函数调用时做到的压栈保存现场的操作。
这部分函数调用的时候程序已经执行，不需要我们进行操作。
接着看到的是取立即数分别放入rbp栈的不同地址空间之中
然后通过eax寄存器将两个数加到了同一个空间之中
最后又将计算好的数传回了eax寄存器
3.2嵌套中出现的问题
在实现嵌套的时候我最大的问题就是在我所写的c语言函数之中有return sum;的语句，根据汇编语言分析相加的语句相对容易完成，但是return语句应当如何设计却毫无头绪。为此我写了几个不同版本的c语言函数进行反汇编研究：
结尾无return语句：
结尾仅为return,也就是说不写返回值
通过对比可以看出三者之间的区别，有无最后的返回值主要在于有没有将最后计算的结果存入eax寄存器之中
所以依据这一点我进行了c语言中汇编语句的嵌套设计
int sum(int N, int sum )
{
asm volatile(
"addl %1, %0;
"
:"=a"(sum)
:"b"(N),"a"(sum)
:"1"
);
}
3.3完整代码及运行结果展示
运行结果：
完整代码：
#include<stdio.h>
int sum(int N, int sum )
{
asm volatile(
"addl %1, %0;
"
:"=a"(sum)
:"b"(N),"a"(sum)
:"1"
);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int f,summ=0;
for(f=0;f<argc;f++)
summ=sum(atoi(argv[f]),summ);
printf("sum is :%ld
",summ);
}
不过不知道我这个c语言汇编嵌套做的是否符合老师要求，如果不对请老师指出。