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/*
* linux/kernel/fork.c
*
* (C) 1991 Linus Torvalds
*/
/*
* 'fork.c' contains the help-routines for the 'fork' system call
* (see also system_call.s), and some misc functions ('verify_area').
* Fork is rather simple, once you get the hang of it, but the memory
* management can be a bitch. See 'mm/mm.c': 'copy_page_tables()'
*/
#include <errno.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <asm/segment.h>
#include <asm/system.h>
extern void write_verify(unsigned long address);//写页面验证
long last_pid=0;//最新进程号，由get_empty_process()生成
void verify_area(void * addr,int size)//进程空间区域写前验证函数,是以页为单位进行的
{
unsigned long start;
start = (unsigned long) addr;
size += start & 0xfff;//指定起始位置start/addr在页面中的偏移值
start &= 0xfffff000;//找出addr所在页的开始地址start，页的左边界开始位置，此时start是当前进程空间的逻辑位置
start += get_base(current->ldt[2]);//变成系统4G 线性空间的地址，current->ldt[2]数据和堆栈段
while (size>0) {
size -= 4096;//以页为单位进行测试的
write_verify(start);
start += 4096;
}
}
int copy_mem(int nr,struct task_struct * p)//复制内存页表，nr为任务号，p为新任务数据结构，采用写时拷贝技术，因此这里仅为新进程设置自己的页目录表项和页表项，没有实际为新里程 分配物理内存页面，此时新进程与父进程共享所有的内存页面。
{
unsigned long old_data_base,new_data_base,data_limit;//基址、限长
unsigned long old_code_base,new_code_base,code_limit;
code_limit=get_limit(0x0f);//取当前进程中局部描述表代码段描述符项中的段限长
data_limit=get_limit(0x17);//取当前进程中局部描述表数据段描述符项中的段限长
old_code_base = get_base(current->ldt[1]);//取当前进程中局部描述表代码段在线性地址空间中的基地址
old_data_base = get_base(current->ldt[2]);////取当前进程中局部描述表数据段在线性地址空间中的基地址
if (old_data_base != old_code_base)//linux0.11内核不支持代码和数据段分立的情况
panic("We don't support separate I&D");
if (data_limit < code_limit)
panic("Bad data_limit");
new_data_base = new_code_base = nr * 0x4000000;//nr*64M
p->start_code = new_code_base;//新任务代码段地址
set_base(p->ldt[1],new_code_base);//新任务中局部描述表代码段
set_base(p->ldt[2],new_data_base);////新任务中局部描述表数据和堆栈段
if (copy_page_tables(old_data_base,new_data_base,data_limit)) {//复制当前进程（父进程）中页目录表项和页表项
free_page_tables(new_data_base,data_limit);
return -ENOMEM;
}
return 0;
}
/*
* Ok, this is the main fork-routine. It copies the system process
* information (task[nr]) and sets up the necessary registers. It
* also copies the data segment in it's entirety.
*/
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)//由system_call.s line 208 line 217 调用，主要实现复制进程信息，参数nr是由find_empty_process函数返回的
{
struct task_struct *p;
int i;
struct file *f;
p = (struct task_struct *) get_free_page();//为新任务数据结构分配内存（1页内存）
if (!p)
return -EAGAIN;
task[nr] = p;//nr由find_empty_process函数返回，新任务指向p
*p = *current; /* NOTE! this doesn't copy the supervisor stack ,这样不会复制超级用户堆栈，只复制进程结构*/
p->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;
p->pid = last_pid;////最新进程号，由get_empty_process()生成
p->father = current->pid;//父进程号
p->counter = p->priority;//运行时间片，一开始等于运行优先数
p->signal = 0;//信号位图置0
p->alarm = 0;//报警指定值置0
p->leader = 0; /* process leadership doesn't inherit ，会话领导权置0，是不可继承的*/
p->utime = p->stime = 0;//用户态运行时间 和核心态运行时间
p->cutime = p->cstime = 0;//子进程用户态和核心态运行时间
p->start_time = jiffies;//子进程开始运行 时间，（当前时间滴答数）
p->tss.back_link = 0;//子进程 的任务状态段数据结构信息
p->tss.esp0 = PAGE_SIZE + (long) p;//任务内核态栈指针（由于系统给任务p分配 了1页新内存，所以PAGE_SIZE + (long) p 让esp0正好指向该页顶端）
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);//任务局部表描述符的选择符
p->tss.trace_bitmap = 0x80000000;//高16闰有效
if (last_task_used_math == current)//如果当前任务（父进程）用了协处理器，就保存上下文
__asm__("clts ; fnsave %0"::"m" (p->tss.i387));
if (copy_mem(nr,p)) {//复制进程内存页表，返回不为0时，表示出错
task[nr] = NULL;
free_page((long) p);
return -EAGAIN;
}
for (i=0; i<NR_OPEN;i++)//如果父进程有打开的文件，则将对应文件的打开次数增1，因为创建的的子进程与父进程将共享这些打开的文件
if (f=p->filp[i])
f->f_count++;
if (current->pwd)//原理同前
current->pwd->i_count++;
if (current->root)//同前
current->root->i_count++;
if (current->executable)//同前
current->executable->i_count++;
set_tss_desc(gdt+(nr<<1)+FIRST_TSS_ENTRY,&(p->tss));//设置新任务TSS段描述符项
set_ldt_desc(gdt+(nr<<1)+FIRST_LDT_ENTRY,&(p->ldt));//设置新任务LDT段描述符项
p->state = TASK_RUNNING; /* do this last, just in case ，最后才将新任务置为运行状态*/
return last_pid;
}
int find_empty_process(void)////由system_call.s line 208 line 209 调用，主要作用：为新进程取的不重复的进程号last_pid
{
int i;
repeat:
if ((++last_pid)<0) last_pid=1;
for(i=0 ; i<NR_TASKS ; i++)
if (task[i] && task[i]->pid == last_pid) goto repeat;
for(i=1 ; i<NR_TASKS ; i++)
if (!task[i])
return i;//last_pid是全局变量，不用返回
return -EAGAIN;
}
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