Linux系统如何创建一个新进程

对于Linux系统是如何创建一个新进程的，关于fork函数又是怎样具体实现系统调用的，我们通过这次实验来做一个初步的了解。

在做实验前我们要先了解下fork函数具体完成了哪些功能，fork函数是创建一个子进程，但是子进程是处于就绪态的，它需要被调度才能进入运行态。而fork函数对应的系统调用为sys_clone，下面我们通过用gdb跟踪sys_clone来了解Linux系统是如何创建一个新进程的。

首先我们需要在sys_clone处设置一个断点来观察系统的运行过程，

我们可以看到，此时系统即便输入了fork指令，但是系统并未进行系统调度，接下来我们再通过list指令和单步调试来继续跟踪，

我们可以看到系统通过条件编译进入系统调用，并在内核态进行调度。

接着我们在do_fork处设置断点来继续观察，

通过do_fork函数我们可以看到系统主要是完成对父进程的一些标志的复制，以及设置子进程堆栈的起始和尺寸。

接下来在copy_process处设置断点，继续跟踪。

系统通过这个函数完成了对父进程的复制，接下来要做的就是复制线程了，所以我们在copy处设置断点来继续追踪。

从这里我们可以看到，系统开始复制寄存器中的值以及父进程的环境，并开始设置新进程的一些值（比如pid）以从父进程中分离出去。接着我们在ret_from_fork处设置断点来继续跟踪。顺便提一句，从ret_from_fork之后，子进程便开始执行了，所以我才把断点设在那里。

通过单步执行，我们继续观察可以看到，系统把堆栈指针都指向了新进程的寄存器，而新进程的寄存器的值都从父进程那继承过来的，并且新进程是处于就绪态的，然后新进程开始设置它自己的pid号。

之后便是执行do_fork函数，完成了新进程的创建，再之后通过ret_from_fork函数让新进程开始运行，此时可以看到系统显示了结果。

实验总结：

通过这次实验，我们可以看到Linux系统创建一个新进程的全过程，创建一个新进程需要通过内核调用sys_clone来完成，大体的过程便是先对父进程的数据和环境进行复制，然后修改新进程的一些属性，比如pid号等，之后通过do_fork函数和ret_from_fork函数完成对新进程的创建以及运行。

作者：叶涛

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