2020-2021-1 20209321 《Linux内核原理与分析》第七周作业

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	<进程的描述，进程的创建，跟踪分析进程创建的过程，总结>
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进程的描述和创建

1.进程的描述

操作系统内核三大管理功能：进程管理，内存管理和文件系统，对应操作系统原理最重要的3个概念：进程，虚拟内存和文件。其中，操作系统内核最核心的功能是进程管理。
进程有就绪态，运行态，阻塞态3种基本状态。
在Linux内核中用一个数据结构struct task_struct来描述进程，struct task_struct的数据结构非常庞大，包含进程的状态，进程双向链表的管理，以及控制台tty，文件系统fs的描述，进程打开文件的文件描述符files，内存管理的描述mm，还有进程间通信的信号signal的描述等。

2.进程的创建

（1）进程的创建是非常复杂的，init_task（0号进程）通过kernel_thread创建了两个内核线程：一个是kernel_init，最终把用户态的进程init给启动起来；另一个是kthread内核线程。kthreadd内核线程是所有内核线程的祖先，负责管理所有内核线程。kthreadd创建进程的过程和shell命令行下启动一个进程时创建进程的过程在本质上是一样的，都要通过复制父进程来创建一个子进程。在系统启动时，除了0号进程的初始化过程是手工编码创建的之外，1号init进程的创建实际上是复制0号进程，根据1号进程的需要修改了进程pid，然后再加载一个init可执行程序。同样的，2号kthreadd内核线程也是通过复制0号进程来创建的。
（2）fork,vfork和clone这3个系统调用和kernel_thread内核函数都可以创建一个新进程，而且都是通过do_fork函数来创建进程的，只不过传递的参数不同。
（3）do_fork的参数：
i: do_fork主要完成了调用copy_process复制父进程信息、获得pid、调用wake_ip_new_task将子进程加入调度器队列等待获得分配CPU资源运行、通过clone_flags标志做一些辅助工作。
ii: copy_process函数主要完成了调用dup_task_struct复制当前进程（父进程）描述符task_struct、信息检查、初始化、复制所有其他进程资源、调用copy_thread初始化子进程内核栈、设置子进程pid等。其中最关键的就是dup_task_struct复制当前进程描述符task_struct和copy_thread初始化子进程内核栈。
iii: dup_task_struct函数中为子进程分配好了内核栈，copy_thread完成内核栈关键信息的初始化。