Linux內核的進程創建和執行

!"#$% 內核的進程創建和執行

徐 煒

摘 要 詳細闡述了!"#$% 內核34 54 2 的進程創建和執行過程，分析了相應的算法、數據

結構和關鍵的源代碼。

關鍵詞 67.+8 9%9*:9

()’+-’(.$*( 結構在頁塊底部，而核心堆棧則由頂部向下延伸，

一、概述

如圖& 所示。

&4 !"#$% 中的進程和線程

/01

從操作系統理論上說，進程是系統執行程序和分配資源的 ’()*+

單位，而線程僅是系統執行程序的單位。同一進程可以運行多

個線程，并且共享進程資源。!"#$% 內核實現了完善的進程機

制，但是并沒有真正的線程機制，即使有所謂的線程，也只是

指輕量級進程; !"<=( >9"<=( ?.7*9’’ ，簡稱!>? @ ，而它也是用

進程機制實現的。何謂輕量級進程呢？其實就是沒有自己獨立

的用戶空間的進程，這又可分為用戶態線程; 以下輕量級進程

簡稱為線程@ 和內核態線程。用戶態線程是父進程創建子進程 ,)’+-’(.$*( 2

時讓子進程共享父進程的用戶空間; 這是通過調用創建進程的

圖& 內核態堆棧分配

函數A7-67.+ 時參數中帶有B!CDE-FF 標志，讓父子進程共享

內存管理結構GG-’(.$*( 實現的@ ，從而實現了輕量級，但是共 在創建進程函數A7-67.+ ; @ 中，通過)LL7*-()’+-’(.$*( 宏分配

享也帶來了問題，典型的就是兩線程運行時的用戶堆棧也是共 進程的數據結構，它的定義在?.7*9’’7.4 = 中。

!

享的，如果線程間同步不好會影響堆棧，造成運行錯誤，解決 !"#$% ’(()*+,’-.+-,/0*, 1 2 1 1 -,/0*, ,’-.+-,/0*, 2

++3#,+$/##+4’3#- 1 567+89:;9<= >2 2

的辦法一是父進程創建子進程時指定子進程的新堆棧地址9’H

這個宏定義通過調用內存頁分配器獲得一個 /01 的頁

和父進程不同; 通常情況下父子進程的9’H 是相同的@ ；二是使

塊，()’+-’(.$*( 的地址在其起始部分。同時，根據以前對!"#$%

用 :67+ ; @ 函數創建子進程，該函數在調用 A7-67.+ 時會加上

內存管理中的頁分配器的分析可知，這個地址是相對于 /01

B!CDE-IJCK0 標志，而父進程在創建過程結束后將睡眠在信

對齊的。因此就不難理解下面的宏定義了。

號量上，等到子進程運行結束或者執行新程序時; 從而不再共

總結

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