Linux内核分析6

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周子轩 原创作品 转载请注明出处

《Linux内核分析》MOOC课程：http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、视频笔记

1. 进程描述符 task_struct

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。进程描述符task_struct的源码链接：http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/include/linux/sched.h#1235。其结构很庞大，初次接触我们只关注与进程创建与管理密切相关的一些字段。如：

• 进程的标识 pid
• 所有进程链表 struct list_head tasks;
• 程序创建的进程具有父子关系，在编程时往往需要引用这样的父子关系。进程描述符中有几个域用来表示这样的关系
• Linux为每个进程分配一个8KB大小的内存区域，用于存放该进程两个不同的数据结构：Thread_info和进程的内核堆栈
• struct thread_struct thread; //CPU-specific state of this task

关于task_struct的详细描述，可参见task_struct结构描述

当然除了应该了解task_struct中存储了哪些信息以外，还应该学习这些信息是如何组织的。比如所有的进程描述符是如何通过其内的一个数据成员 struct list_head tasks双向链接起来的，详见网上的一篇文章：linux 内核 task_struct 结构体字段分析

2. 进程的创建

在Linux应用程序的开发中，可以通过fork、vfork和clone等API来创建一个子进程，它们在Linux内核中对应的系统调用分别为sys_fork、sys_vfork和sys_clone函数，而这些函数最终都会调用do_fork完成子进程的创建。do_fork主要是复制了父进程的task_struct，然后修改必要的信息，从而得到子进程的task_struct。主要修改了以下信息：

• pid
• 进程链表
• 给新进程分配一个新的内核堆栈
• 修改子进程的IP为ret_from_fork，当子进程获得调度时就是从这里开始执行的
• 其它众多零碎字段的初始化，如运行时间设为0等
• 等等吧；

二、实验

实验仍然中实验楼的虚拟机里做，这真的是学习的一个好地方，不信，你来http://www.shiyanlou.com/courses/195。

1. 进入虚拟机，打开终端，这命令行依次敲入以下命令

• cd LinuxKernel   
• rm menu -rf
• git clone https://github.com/mengning/menu.git
• cd menu
• mv test_fork.c test.c
• make rootfs

2. gdb上述的fork命令

关闭QEMU窗口，中命令行中输入：

qemu -kernel ../linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img -s -S

再次启动MenuOS，并暂停等待gdb调试。

然后水平分割命令行窗口，这新窗口中依次输入以下命令，启动调试：

gdb

file linux-3.18.6/vmlinux

target remote:1234

然后再设置以下断点：

b sys_clone

b do_fork

b dup_task_struct

b copy_process

b copy_thread

b ret_from_fork

Linux内核分析6

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原文地址：http://www.cnblogs.com/20132216zzx/p/5334270.html