内核fork.c函数中的部分代码分析

在内核代码 2.6.15.5中

/kernel/fork.c

第1255－1261中有如下代码：

1. p = copy_process(clone_flags, stack_start, regs, stack_size, parent_tidptr, child_tidptr, pid);
2. if (!IS_ERR(p)) {
3.        struct completion vfork;

4 .        if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
5.            p->vfork_done = &vfork;
6.            init_completion(&vfork);
7.        }

    为了方便描述我在这段代码上加了行号。

    第一行首先通过copy_process()函数完成具体的进程创建工作，返回值类型为task_t类型。

第2行用函数 IS_ERR()分析copy_process()的返回值是否正确。如果正确则执行第3－7行代码。

    这里分析一下接下来这几行代码：

struct completion vfork;           //定义struct completion 类型的变量 vfork;

   关于struct completion的定义如下：

struct completion {

unsigned int done;

wait_queue_head_t wait;

}

    第4行判断clone_flags中是否有CLONE_VFORK标志。如果有则执行下面的的代码：

p->vfork_done = &vfork;

init_completion(&vfork);

    在task_struct结构体中vfork_done是这样定义的：

struct completion * vfork_done;

 

    函数init_completion()定义如下：

static inline void init_completion(struct completion *x)

{

x->done = 0;

init_waitqueue_head(&x->wait);

}

    这个函数的作用是在进程创建的最后阶段，父进程会将自己设置为不可中断状态，然后睡眠在

等待队列上(init_waitqueue_head()函数 就是将父进程加入到子进程的等待队列)，等待子进程的唤醒。

    init_waitqueue_head()函数定义如下：

static inline void init_waitqueue_head(wait_queue_head_t *q)

{

spin_lock_init(&q->lock);

INIT_LIST_HEAD(&q->task_list);

}

    spin_lock_init()定义如下:

#define spin_lock_init(lock) do { *(lock) = SPIN_LOCK_UNLOCKED;}  while(0);

    wait_queue_head_t 定义如下：

struct __wait_queue_head {

spinlock_t lock;

struct list_head task_list;

}

typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t;

INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \

(ptr)->next = (ptr); (ptr) ->prev = (ptr);} while(0);

   我们可以这么看vfork

struct completion {

unsigned int done;

spinlock_t lock;

struct list_head task_list;

}

最终结果;

done = 0;

lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;

task_list.prev = task_list;

task_list.next = task_list;

p->vfork_done = &vfork;

至此这段代码只是对当前子进程的等待对列进行了初始化。

   在fork.c的1281行还有这样的代码：

if (clone_flags & CLONE_VFORK) {

wait_for_completion(&vfork);

.......

}

    这时才将当前进程加入到了子进程的等待队列。

下面是wait_for_completion()函数的定义：

void fastcall __sched wait_for_completion(struct completion *x)
{
    might_sleep();
    spin_lock_irq(&x->wait.lock);
    if (!x->done) {
        DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);

        wait .flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
        __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
        do {
            __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
            spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
            schedule();
            spin_lock_irq(&x->wait.lock);
        } while (!x->done);
        __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
    }
    x->done--;
    spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
}    

    这里关于fastcall和__sched的定义如下（分别定义在内核以下两个文件中

       include/asm-i386/linkage.h

       kernel/sched.h

）：

#define fastcall __attribute__((regparm(3)))

#define __sched __attribute__((__section__(".sched.text")))

    这两个宏定义使用了GNU C扩展。

    GNU C 允许声明函数，变量和类型的特殊属性，以便手工的代码和更仔细的代码检查。要指定一个声明的属性，在声明后写：

__attribute__((ATTRIBUTE))

    其中ATTRIBUTE是属性说明。其中属性section用于函数和变量，其作用是：通常编译器将函数放在.text节，变量放在.data或.bss节，用section属性，可以让编译器将函数或变量放在指定的节中。

    这样连接器可以将相同节的代码或数据安排在一起。这在linux内核中是很常见的。