Linux进程创建和结束

 

在Linux中，进程的创建由系统调用fork和vfork完成。它们生成一个子进程并且子进程是父进程的一个复制品。

  Fork系统调用对应的kernel函数是sys_fork，此函数简单的调用kernel函数do_fork。一个简化版的do_fork执行如下：

(1)alloc_pid()。给新的进程分配一个新的pid，即进程号

(2)copy_process()此函数会做fork的大部分事情，它主要完成讲父进程的运行环境复制到新的子进程，比如信号处理、文件描述符和进程的代码数据等。

(3)wake_up_new_task()。计算此进程的优先级和其他调度参数，将新的进程加入到进程调度队列并设此进程为可被调度的，以后这个进程可以被进程调度模块调度执行。

 

  简化的copy_process()流程：

(1)     dup_task_struct()。分配一个新的进程控制块，包括新进程在kernel中的堆栈。新的进程控制块会复制父进程的进程控制块，但是因为每个进程都有一个kernel堆栈，新进程的堆栈将被设置成新分配的堆栈。

(2)初始化一些新进程的统计信息，如此进程的运行时间

(3)copy_semundo()复制父进程的semaphore undo_list到子进程。

(4)copy_files()、copy_fs()。复制父进程文件系统相关的环境到子进程

(5)copy_sighand()、copy_signal()。复制父进程信号处理相关的环境到子进程。

(6)copy_mm()。复制父进程内存管理相关的环境到子进程，包括页表、地址空间和代码数据。

(7)copy_thread()。设置子进程的执行环境，如子进程运行时各CPU寄存器的值、子进程的kernel栈的起始地址。

(8)sched_fork()。设置子进程调度相关的参数，即子进程的运行CPU、初始时间片长度和静态优先级等。

(9)将子进程加入到全局的进程队列中

(10)设置子进程的进程组ID和对话期ID等。

简单的说，copy_process()就是将父进程的运行环境复制到子进程并对某些子进程特定的环境做相应的调整。

 

   应用程序使用系统调用exit()来结束一个进程，此系统调用接受一个退出原因代码，父进程可以使用wait()系统调用来获取此代码，从而知道子进程退出的原因。对应到kernel，此系统调用sys_exit_group()，它的基本流程如下：

(1)将信号SIGKILL加入到其他线程的信号队列中，并唤醒这些线程。

(2)此线程执行do_exit()来退出。

do_exit()完成线程退出的任务，其主要功能是将线程占用的系统资源释放，do_exit()的基本流程如下：

(1)将进程内存管理相关的资源释放

(2)将进程ICP semaphore相关资源释放

(3)__exit_files()、__exit_fs()。将进程文件管理相关的资源释放。

(4)exit_thread()。只要目的是释放平台相关的一些资源。

(5)exit_notify()。在Linux中进程退出时要将其退出的原因告诉父进程，父进程调用wait()系统调用后会在一个等待队列上睡眠。

(6)schedule()。调用进程调度器，因为此进程已经退出，切换到其他进程。