一个新进程的诞生（六）fork 中进程基本信息的复制
低并发编程
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2022-03-05 22:31
本系列作为 你管这破玩意叫操作系统源码 的第三大部分，讲述了操作系统第一个进程从无到有的诞生过程，这一部分你将看到内核态与用户态的转换、进程调度的上帝视角、系统调用的全链路、fork 函数的深度剖析。
不要听到这些陌生的名词就害怕，跟着我一点一点了解他们的全貌，你会发现，这些概念竟然如此活灵活现，如此顺其自然且合理地出现在操作系统的启动过程中。
本篇章作为一个全新的篇章，需要前置篇章的知识体系支撑。
当然，没读过的也问题不大，我都会在文章里做说明，如果你觉得有困惑，就去我告诉你的相应章节回顾就好了，放宽心。
------- 第三部分目录 -------
------- 正文开始 -------
_sys_fork:
call _find_empty_process
testl %eax,%eax
js 1f
push %gs
pushl %esi
pushl %edi
pushl %ebp
pushl %eax
call _copy_process
addl $20,%esp
1: ret
struct task_struct {
long state;
long counter;
long priority;
...
struct tss_struct tss;
}
long last_pid = 0;
int find_empty_process(void) {
int i;
repeat:
if ((++last_pid)<0) last_pid=1;
for(i=0 ; i<64 ; i++)
if (task[i] && task[i]->pid == last_pid) goto repeat;
for(i=1 ; i<64; i++)
if (!task[i])
return i;
return -EAGAIN;
}
int copy_process(int nr,long ebp,long edi,long esi,long gs,long none,
long ebx,long ecx,long edx,
long fs,long es,long ds,
long eip,long cs,long eflags,long esp,long ss)
{
struct task_struct *p;
int i;
struct file *f;
p = (struct task_struct *) get_free_page();
if (!p)
return -EAGAIN;
task[nr] = p;
*p = *current; /* NOTE! this doesn't copy the supervisor stack */
p->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;
p->pid = last_pid;
p->father = current->pid;
p->counter = p->priority;
p->signal = 0;
p->alarm = 0;
p->leader = 0; /* process leadership doesn't inherit */
p->utime = p->stime = 0;
p->cutime = p->cstime = 0;
p->start_time = jiffies;
p->tss.back_link = 0;
p->tss.esp0 = PAGE_SIZE + (long) p;
p->tss.ss0 = 0x10;
p->tss.eip = eip;
p->tss.eflags = eflags;
p->tss.eax = 0;
p->tss.ecx = ecx;
p->tss.edx = edx;
p->tss.ebx = ebx;
p->tss.esp = esp;
p->tss.ebp = ebp;
p->tss.esi = esi;
p->tss.edi = edi;
p->tss.es = es & 0xffff;
p->tss.cs = cs & 0xffff;
p->tss.ss = ss & 0xffff;
p->tss.ds = ds & 0xffff;
p->tss.fs = fs & 0xffff;
p->tss.gs = gs & 0xffff;
p->tss.ldt = _LDT(nr);
p->tss.trace_bitmap = 0x80000000;
if (last_task_used_math == current)
__asm__("clts ; fnsave %0"::"m" (p->tss.i387));
if (copy_mem(nr,p)) {
task[nr] = NULL;
free_page((long) p);
return -EAGAIN;
}
for (i=0; i if (f=p->filp[i])
f->f_count++;
if (current->pwd)
current->pwd->i_count++;
if (current->root)
current->root->i_count++;
if (current->executable)
current->executable->i_count++;
set_tss_desc(gdt+(nr<<1)+FIRST_TSS_ENTRY,&(p->tss));
set_ldt_desc(gdt+(nr<<1)+FIRST_LDT_ENTRY,&(p->ldt));
p->state = TASK_RUNNING; /* do this last, just in case */
return last_pid;
}
int copy_process(int nr, ...) {
struct task_struct p =
(struct task_struct *) get_free_page();
task[nr] = p;
*p = *current;
p->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;
p->pid = last_pid;
p->counter = p->priority;
..
p->tss.edx = edx;
p->tss.ebx = ebx;
p->tss.esp = esp;
...
copy_mem(nr,p);
...
set_tss_desc(gdt+(nr<<1)+FIRST_TSS_ENTRY,&(p->tss));
set_ldt_desc(gdt+(nr<<1)+FIRST_LDT_ENTRY,&(p->ldt));
p->state = TASK_RUNNING;
return last_pid;
}
int copy_process(int nr, ...) {
struct task_struct p =
(struct task_struct *) get_free_page();
task[nr] = p;
*p = *current;
...
}
int copy_process(int nr, ...) {
...
p->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;
p->pid = last_pid;
p->counter = p->priority;
..
p->tss.edx = edx;
p->tss.ebx = ebx;
p->tss.esp = esp;
...
p->tss.esp0 = PAGE_SIZE + (long) p;
p->tss.ss0 = 0x10;
...
}
------- 关于本系列的完整内容 -------
本系列的开篇词看这，开篇词
本系列的番外故事看这，让我们一起来写本书？
本系列全局视角
最后，祝大家都能追更到系列结束，只要你敢持续追更，并且把每一回的内容搞懂，我就敢让你在系列结束后说一句，我对 Linux 0.11 很熟悉。
公众号更新系列文章不易，阅读量越来越低，希望大家多多传播，不方便的话点个小小的在看我也会很开心，我相信星火燎原的力量，谢谢大家咯。
另外，本系列完全免费，希望大家能多多传播给同样喜欢的人，同时给我的 GitHub 项目点个 star，就在阅读原文处，这些就足够让我坚持写下去了！我们下回见。
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