ULK3 学习笔记（二）

CHAPTER 3 PROCESS

一

2.6中，内核栈和thread_info一起占用8KB的连续内存空间（2 page frames），这样用ESP就能方便的找到task_struct所在的地址，不用存取内存。thread_info 和task_struct相互指向对方（task_struct存在哪里？）

2.4中，内核栈和task_struct存在一起。

 

二

2.6中，crurrent是一个宏，而低版本的里面current是一个全局变量。

 

三

链表中LINUX统一使用list_head这个结构

List_for_each宏用于遍历这个链表.

Wait_queue中，可以同时有exlusive和nonexclusive两种状态，经管这种情况不经常出现。

Sleep_on函数可以将process加入到特定的wait_queue中

Wake_up（）函数有多种形式，对应不同的功能。

 

四

进程资源限制

每个进程都有资源限制，每个进程有如下结构体（当前）：current->signal->rlim[]

Struct rlimit{

Unsigned long rlim_cur;

Unsigned long rlim_max;

};

 

限制CPU占用时间，process address space,core dump file size，可以拥有的最大进程数（进程可以限制自己拥有的最大子进程数），等等。

 

五 PROCESS SWITCH

 

Linux中，hardware context一部分存在task_struct一部分存在kernel mode stack（不用TSS？）

2.6中，LINUX用软件的方法来实现process switch，而以前的版本中，用的是硬件far jmp。

两个优点。P.103（自己觉得还有个优点就是能够使LINUX更好移植？）

  Process switch只在kernel mode 中发生。User mode 中使用的register已经存到kernel mode stack中。包括ss和esp。

  80X86 includes tss(task stack segment) ，尽管LINUX中不用TSS，但是还是要SET UP tss，有两个原因。P104。

  TSSD ，TSS descriptor,TSS描述符，tr register存放TSSD selector，GDT存放TSSD。具体参看CHAPTER 2

  LINUX不用TSS，而将大部分硬件信息存在thread_struct中，eax,ebx,etc,存在kernel mode stack中。

 

 

 

六 执行进程切换

  Ps occur at schedule() function

  每次进程切换需要两步：1切换page global directory to install a new address space.

                        2 switching the kerel mode stack ande the hardware context.

  Switch_to macro，has three para,prev,next,last. What dose the ‘last’ para do?see p106

 

七 创建进程

  传统的UNIX系统都这样来创建进程：所有的父进程的资源被子进程复制。这样会相当的慢和低效，以为子进程很少修改和读所有的继承来的资源。

  现代UNIX KERNEL这样来解决： p115

1.       copy on write技术，

2.       lightweight processes，允许父子共享PAGING TABLES

3.       vfork（）system call ，这时parent blocked ,until child exits or excute a new process.so parent process can’t modify data that needed by child process.

  clone(),fork(),vfork() system calls的作用

1.clone()用来创建lightweight processes，这时在父进程的ADDRESS SPACE里面分出子进程的STACk，注意clone()里面的参数。

  2.fork()的作用：相当于将CLONE()里面的FLAGS设置成SIGCHILD,其他clear。并且子进程的stack指向父进程的stack。
  3.vfork（）’functiong is as mentioned above.

auxiliary

adj.

辅助的, 补助的

  do_fork() function, handles 3 functions above. 她的具体功能参见p117

  例如 allocates PID for child process,  invoke copy_process()

 

  Copy_process() function,sets up the process descriptor,and other kernel data structure required for child process. about 28 operations in this function.

 

bestow

[bi5stEu]

vt.

给予, 安放

 

八 内核线程 kernel threads

encumber

v.

阻碍

  内核线程用来做flushing disk caches,swapping out unused pages,servicing network connectiongs and so on.

  Only use PAGE_OFFSET以后的地址，因为只占用内核空间。

  用kernel_thread()来建立new kernel thread.在此之间也会调用do_fork()，clone_vm参数，因为不用给新的kernel thread分配地址空间，因为不需要USER MODE

Process0： 调用start_kernel() 来初始化内核的所有数据结构，并且创建process 1（kernel_thread()），调用后，excutes cpu_idle() func .

Process 1(也叫init)：init() 调用 execve（） 来唤出init。这个进程alive直到关机。

 

九 销毁进程

  销毁进程用exit()库函数：exit()有3中情况会被调用：1用户主动调用。2在main()函数结束时3当一个不可回复的异常在内核态出现时。

  Process termination ：exit_group（），_exit() system call

  上面两个system call分别调用，do_group_exit()和do_exit()  (最终都调用do_exit())

  Do_exit()的作用基本上有:1在process descriptor中置相应位；2将process descriptor中关于paging,semaphores,filesystem,open file descriptors,namespces,I/O permission bitmap这些东西通过exit_mm()等函数分离开；3调用exit_notify()通知他的父进程和子进程，子进程会加入另一个进程组中或者加入init porcess。4调用schedule()，来选择新的进程运行。

 

十 进程移除

   如果子进程终止了，父进程需要得到子进程的终止号，用来看子进程是否正常结束（wait()）。根据这种思想，内核不允许在进程终止以后就直接丢弃进程描述符里面的数据。所以引入EXIT_ZOMBIE状态。

   最后release_task()函数用来将进程描述符里面的数据分离。具体参见p129