理解进程创建、可执行文件的加载和进程执行进程切换，重点理解分析fork、execve和进程切换

学号320 原创作品转载请注明出处 + https://github.com/mengning/linuxkernel/

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实验要求

• 从整理上理解进程创建、可执行文件的加载和进程执行进程切换，重点理解分析fork、execve和进程切换
  • 阅读理解task_struct数据结构http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/include/linux/sched.h#1235；
  • 分析fork函数对应的内核处理过程do_fork，理解创建一个新进程如何创建和修改task_struct数据结构；
  • 使用gdb跟踪分析一个fork系统调用内核处理函数do_fork ，验证您对Linux系统创建一个新进程的理解,特别关注新进程是从哪里开始执行的？为什么从那里能顺利执行下去？即执行起点与内核堆栈如何保证一致。
  • 理解编译链接的过程和ELF可执行文件格式；
  • 编程使用exec*库函数加载一个可执行文件，动态链接分为可执行程序装载时动态链接和运行时动态链接；
  • 使用gdb跟踪分析一个execve系统调用内核处理函数do_execve ，验证您对Linux系统加载可执行程序所需处理过程的理解；
  • 特别关注新的可执行程序是从哪里开始执行的？为什么execve系统调用返回后新的可执行程序能顺利执行？对于静态链接的可执行程序和动态链接的可执行程序execve系统调用返回时会有什么不同？
  • 理解Linux系统中进程调度的时机，可以在内核代码中搜索schedule()函数，看都是哪里调用了schedule()，判断我们课程内容中的总结是否准确；
  • 使用gdb跟踪分析一个schedule()函数 ，验证您对Linux系统进程调度与进程切换过程的理解；
  • 特别关注并仔细分析switch_to中的汇编代码，理解进程上下文的切换机制，以及与中断上下文切换的关系；
  • 撰写一篇博客（署真实姓名或学号最后3位编号），并在博客文章中注明“原创作品转载请注明出处 + https://github.com/mengning/linuxkernel/ ”，博客内容的具体要求如下：
    • 题目自拟，内容围绕Linux系统的执行过程进行；
    • 博客中需要使用实验截图
    • 博客内容中需要仔细分进程创建、可执行文件的加载和进程执行进程切换
    • 总结部分需要阐明自己对Linux系统的执行过程的理解。

阅读理解task_struct数据结构

代码链接
什么是进程?

1. 进程是程序的一个执行的实例；
2. 进程是正在执行的程序
3. 进程是能分配处理器并由处理器执行的实体

task_struct结构体中的主要信息

1. 进程状态：记录进程是处于运行状态还是等待状态
2. 调度信息：进程由哪个函数调度，具体怎样调度等
3. 进程之间的通讯状况
4. 进程之间的亲属关系：在父进程和子进程之间有task_struct类型的指针，将父进程和子进程联系起来
5. 时间数据信息：每个进程执行所占用CPU的时间
6. 进程的标志
7. 进程的标识符：该进程唯一的标识符用来区别其他进程
8. 信号处理信息
9. 文件信息：可以进行读写操作的一些文件的信息
10. 页面管理信息
11. 优先级：相对于其他进程的优先级
12. ptrace系统调用
13. 虚拟内存处理

为了管理进程，操作系统必须对每个进程所做的事情进行清楚的描述，为此，操作系统使用数据结构来代表处理不同的实体，这个数据结构就是通常所说的进程描述符或进程控制块（PCB）。
在linux操作系统下这就是task_struct结构 ，所属的头文件#include <sched.h>每个进程都会被分配一个task_struct结构，它包含了这个进程的所有信息，在任何时候操作系统都能够跟踪这个结构的信息.

分析fork函数对应的内核处理过程do_fork

fork、vfork和clone三个系统调用都可以创建一个新进程，而且都是通过调用do_fork来实现进程的创建；

进入gbd调试模式，依次在这些地方设置断点

在Linux中，进程创建实际上是通过do_fork函数处理的。do_fork函数的功能相对简单:　　
1.检查是否或者哪个事件应该汇报给ptracer。
2.通过copy_process创建进程描述符和子进程执行所需要的其它数据结构。
3.