作业信息

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	<博客>

实验

1.在实验楼环境中执行以下命令，向MenuOS中增加fork命令，该命令调用了linux内核中的fork系统调用。然后在qume中执行help命令可以看到fork命令。

cd LinuxKernel
rm -rf menu
git clone http://github.com/mengning/menu.git
cd menu
mv test_fork.c test.c

2.开启调试模式，设置断点，查看fork函数的执行过程。

//开启调试模式
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s
gdb
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234
//设置断点
b sys_clone
b do_fork
b dup_task_struct
b copy_process
b copy_thread
b ret_from_fork

fork函数的执行过程，首先执行sys_clone函数，这个函数是宏命令，无法查看具体内容，接下来依次执行执行do_fork函数、copy_process函数、dup_task_struct函数、copy_thread函数、ret_from_fork函数。

总结

1.操作系统内核实现操作系统的三大管理功能：进程管理、内存管理、文件系统。
2.进程的三种基本状态：就绪态、运行态、阻塞态。其进程转换转换图如下：

3.创建一个进程是复制当前进程的信息，就是fork一个进程，这样就创建了一个新进程，因为父进程和子进程的绝大部分信息是完全一致的，但是有些信息是不能一样的，你如pid的值和内核堆栈。还有将新进程连接到各种链表中，要保存进程执行到哪个位置，有一个thread数据结构记录ip和sp等信息也不能一样，否则将会发生问题。父进程创建一个子进程，应该会有一个地方复制了父进程的进程描述符Task_struct结构体变量，并有很多地方来修改复制出来的进程描述符结构体变量。因为父子进程各自都有很多自己独立的个性，子进程应该有很多地方修改内核堆栈里的信息，因为内核兑换赞里的很多数据是从父进程复制来的，而fork系统调用在父子进程中分别返回到用户态，父子进程的内核堆栈中可能某些信息也不完全一样。还有thread，根据子进程复制的父进程的内核堆栈的状况，肯定要设定好EIP和ESP寄存器，即设定好子进程开始执行的位置。fork一个子进程的过程中，复制父进程的资源时采用了Copy On Write（写时复制）技术，不需要修改进程资源，父子进程是共享内存存储空间的。