Linux0.11进程创建函数fork()


在Linux中，有一个特殊的函数fork()。这个函数会向父进程返回子进程的进程号PID，而向子进程返回0。有没有想过一个函数怎么可能有两个不同的返回值呢？

#include
#include /* contains fork prototype */
int main(int argc, char **argv) {
if (fork() == 0) {
printf("I am the child process.\n");
} else {
printf("I am the parent process.\n");
}
}


在Linux0.11中，每个进程都有一个进程控制块结构task_struct。系统支持最多64个进程，定义在全局数组task中。

struct task_struct * task[NR_TASKS] = {&(init_task.task), };


其中进程0为初始进程，其它所有的进程都是通过fork产生的。用户态的fork函数最终调用系统调用sys_fork()。sys_fork()系统调用分成2步完成，第一步调用函数find_empty_process()，在task[]数组中找一项空闲项；第二步调用copy_process()函数，复制进程。

对所有fork()调用产生的进程，通过递增并循环的方式为其分配进程号。有一个全局变量last_pid用来记录上次使用的进程号：

long last_pid=0;

在find_empty_process中，不断递增last_pid，寻找第一个未被其它进程使用的进程号作为新进程的进程号。如果递增后的值超出正数表示范围，则重新从1开始。

进程控制块中还保存有进程的任务状态段数据结构tss，用于存储处理器管理进程的所有信息。也就是说，在任务切换过程中，首先将处理器中各寄存器的当前值被自动保存当前进程的tss中；然后，下一进程的tss被加载并从中提取出各个值送到处理器的寄存器中。由此可见，通过在tss中保存任务现场各寄存器状态的完整映象，实现任务的切换。

struct tss_struct tss;

因此，一旦在task[]数组中找到空闲项和进程号，我们就可以为该进程的进程控制块结构申请一个页面的内存。这个工作是在copy_process()函数中完成的。当然copy_process()函数的最主要的任务是为子进程复制父进程信息，并设置子进程的任务状态段，其中最关键的两步是：

1. 把子进程tss中的eip设置为父进程系统调用返回地址，这样当子进程被调度程序选中后，将从父进程的fork()返回地址处开始执行。

p->tss.eip = eip;

2. 把子进程tss中的eax设置为0，而eax是存放函数返回值的地方，这样子进程中返回的是0。注意子进程并没有执行fork()函数，子进程的系统堆栈没有进行过操作，当然不会有像父进程那样的fork函数调用。但是当子进程开始运行时，就好像它从fork中返回。

p->tss.eax = 0; 

相关内容