linux 0.11中 fork 时，内核栈以及用户态栈的变化

最新推荐文章于 2025-01-12 20:43:40 发布

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本文探讨了在Linux 0.11中，`fork`系统调用如何影响内核栈和用户态栈的值。在`fork`之后，用户态栈值大于内核栈值。在用户态运行时，如发生时钟中断，`do_timer`函数使用用户态栈，不切换到内核栈。在共享页面修改时，`do_wp_page`函数处理页面复制和写保护。在`fork`过程中，若未将页表项设置为只读可能导致错误，需要将`fork`设为内联函数以确保正确性。修改后系统仍无法正常运行，可能涉及其他因素。

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struct task_struct {
...
   /0-zero,  1 --cs, 2 --ds and ss
   struct desc_strct ldt[3];
...
}

task_struct中含有 ldt描述符，用于根据段描述符进行寻址。

linux 中，在fork之前， esp 的值在0x1ddb0 附近。经过fork系统调用，esp的值变成了0x18244。

可见，用户态的栈值比内核态的栈值要大。用户态的栈的值是程序正常运行时，从esp中提取得到的，而用户态的栈是人为的通过设定 init_task.tss.esp0的值得到的。但是，不知编程者对用户态的栈的值是如果设计的。

另外，系统在用户态运行时，如果发生时钟中断，进入do_timer中断函数，此时，并不会发生 CPU的权限切换，即do_timer也是运行在用户级别权限的。所以，do_timer函数的栈用的仍是用户态的栈，不会切换成tss.esp0中的数值。

如果一个进程对共享的页面进行修改时，程序进入do_wp_page函数，申请新的页面，并复制共享页的内容到新页，然后让页表指向新的页，减少mem_map中共享页面的引用计数。此时，另外一个进程的页表中指向的共享页面仍然是只读的，所以当该进程对页面进行写操作时，也会进入do_wp_page函数，该函数中如果检测到页面是写保护的，同时mem_map中的引用计数为1，就会去掉页面的写保护。