内核进程的复制
在通过fork系统调用创建进程时,最终会进入内核的do_fork函数,这个函数的大部分工作都是进程的复制,就是把大部分工作都委托给函数copy_process函数来完成。本博文主要讨论进程的复制工作。
下面分成几个段,所在代码包含了整个copy_process函数
一,标志检查
[cpp]
static struct task_struct *copy_process(unsigned long clone_flags,
unsigned long stack_start,
struct pt_regs *regs,
unsigned long stack_size,
int __user *child_tidptr,
struct pid *pid)
{
int retval;
struct task_struct *p;
int cgroup_callbacks_done = 0;
if ((clone_flags & (CLONE_NEWNS|CLONE_FS)) == (CLONE_NEWNS|CLONE_FS))
return ERR_PTR(-EINVAL);
/*
* Thread groups must share signals as well, and detached threads
* can only be started up within the thread group.
*/
if ((clone_flags & CLONE_THREAD) && !(clone_flags & CLONE_SIGHAND))
return ERR_PTR(-EINVAL);
/*
* Shared signal handlers imply shared VM. By way of the above,
* thread groups also imply shared VM. Blocking this case allows
* for various simplifications in other code.
*/
if ((clone_flags & CLONE_SIGHAND) && !(clone_flags & CLONE_VM))
return ERR_PTR(-EINVAL);
retval = security_task_create(clone_flags);
if (retval)
goto fork_out;
这是函数的开始部分,先进行传入的参数检查,主要是:
如果创建进程的时候,要求创建一个新的命名空间(CLONE_NEWNS),并且同时要求与父进程共享所有的文件系统信息(CLONE_FS),这是不允许的。此时是要求共享其文件系统。
在用CLONE_THREAD标志时,必须使用CLONE_SIGHAND标志,后者表示共享相同的信号处理表。
在使用CLONE_SIGHAND标志时,必须使用CLONE_VM标志,后者表示子进程和你进程共享虚拟地址空间,也只有这个时候,才能提供共享的信号处理程序。
二,建立副本
[cpp]
retval = -ENOMEM;
p = dup_task_struct(current);
<span> </span>if (!p)
<span> </span>goto fork_out;
dup_task_struct用来建立父进程的副本,函数如下:
[cpp]
static struct task_struct *dup_task_struct(struct task_struct *orig)
{
struct task_struct *tsk;
struct thread_info *ti;
int err;
prepare_to_copy(orig);
tsk = alloc_task_struct();
if (!tsk)
return NULL;
ti = alloc_thread_info(tsk);
if (!ti) {
free_task_struct(tsk);
return NULL;
}
*tsk = *orig;//将父进程的内容填充新的进程
tsk->stack = ti;
err = prop_local_init_single(&tsk->dirties);
if (err) {
free_thread_info(ti);
free_task_struct(tsk);
return NULL;
}
setup_thread_stack(tsk, orig);
#ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
tsk->stack_canary = get_random_int();
#endif
/* One for us, one for whoever does the "release_task()" (usually parent) */
atomic_set(&tsk->usage,2);//使用计数器置为2,表示当前进程描述符处于活动状态。
atomic_set(&tsk->fs_excl, 0);
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
tsk->btrace_seq = 0;
#endif
tsk->splice_pipe = NULL;
return tsk;
}
调用alloc_task_struct为新进程分配进程结构,返回tsk指针。
为新的进程分配一个核心态栈,也就是tsk->stack。栈和thread_info一同保存在一个联合结构中。thread_info用于保存进程所需的特定于处理器的底层信息,定义如下:
[cpp]
struct thread_info {
struct task_struct *task; /* 不前的主进程 */
unsigned long flags;
struct exec_domain *exec_domain; /* 执行区间 */
int preempt_count; /* 内核抢占所需的一个计数器*/
__u32 cpu; /* 进程正在其上执行的CPU数目 */
struct restart_block restart_block;//用于实现信号机制
};
而进程的栈和thread_info的联合体定义如下:
[cpp]
union thread_union {
struct thread_info thread_info;
unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];
};
在分配了栈后,调用setup_thread_stack确定栈内的布局。这个函数完成的操作是:把父进程的thread_info(进程描述结构)值复制给tsk的进程描述结构。然后将tsk的进程描述符中的task域改为tsk。
[cpp]
#define task_thread_info(task) ((struct thread_info *)(task)->stack)
static inline void setup_thread_stack(struct task_struct *p, struct task_struct *org)
{
*task_thread_info(p) = *task_thread_info(org);
task_thread_info(p)->task = p;
}
在执行完setup_thread_stack之后,父子进程除了stack的指针之外是完全一样的。
三,检查进程数创建限制
[cpp]
rt_mutex_init_task(p);//互斥锁初始化
#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
DEBUG_LOCKS_WARN_ON(!p->hardirqs_enabled);
DEBUG_LOCKS_WARN_ON(!p->softirqs_enabled);
#endif
retval = -EAGAIN;
if (atomic_read(&p->user->processes) >=
p->signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur) {
补充:软件开发 , C++ ,