Unix标准的复制进程的系统调用时fork(即分叉),但是Linux,BSD等操作系统并不止实现这一个,确切的说linux实现了三个,fork,vfork,clone(确切说vfork创造出来的是轻量级进程,也叫线程,是共享资源的进程)
系统调用 | 描述 |
---|---|
fork | fork创造的子进程是父进程的完整副本,复制了父亲进程的资源,包括内存的内容task_struct内容 |
vfork | vfork创建的子进程与父进程共享数据段,而且由vfork()创建的子进程将先于父进程运行 |
clone | Linux上创建线程一般使用的是pthread库 实际上linux也给我们提供了创建线程的系统调用,就是clone |
fork, vfork和clone的系统调用的入口地址分别是sys_fork, sys_vfork和sys_clone, 而他们的定义是依赖于体系结构的, 因为在用户空间和内核空间之间传递参数的方法因体系结构而异
系统调用的参数传递
系统调用的实现与C库不同, 普通C函数通过将参数的值压入到进程的栈中进行参数的传递。由于系统调用是通过中断进程从用户态到内核态的一种特殊的函数调用,没有用户态或者内核态的堆栈可以被用来在调用函数和被调函数之间进行参数传递。系统调用通过CPU的寄存器来进行参数传递。在进行系统调用之前,系统调用的参数被写入CPU的寄存器,而在实际调用系统服务例程之前,内核将CPU寄存器的内容拷贝到内核堆栈中,实现参数的传递。
因此不同的体系结构可能采用不同的方式或者不同的寄存器来传递参数,而上面函数的任务就是从处理器的寄存器中提取用户空间提供的信息, 并调用体系结构无关的_do_fork(或者早期的do_fork)函数, 负责进程的复制
即不同的体系结构可能需要采用不同的方式或者寄存器来存储函数调用的参数, 因此linux在设计系统调用的时候, 将其划分成体系结构相关的层次和体系结构无关的层次, 前者复杂提取出依赖与体系结构的特定的参数, 后者则依据参数的设置执行特定的真正操作
fork, vfork, clone系统调用的实现
关于do_fork和_do_fork
The commit 3033f14ab78c32687 (“clone: support passing tls argument via C
rather than pt_regs magic”) introduced _do_fork() that allowed to pass
@tls parameter.
linux2.5.32以后, 添加了TLS(Thread Local Storage)机制, clone的标识CLONE_SETTLS接受一个参数来设置线程的本地存储区。sys_clone也因此增加了一个int参数来传入相应的点tls_val。sys_clone通过do_fork来调用copy_process完成进程的复制,它调用特定的copy_thread和copy_thread把相应的系统调用参数从pt_regs寄存器列表中提取出来,但是会导致意外的情况。
only one code path into copy_thread can pass the CLONE_SETTLS flag, and
that code path comes from sys_clone with its architecture-specific
argument-passing order.
因此linux-4.2之后选择引入一个新的CONFIG_HAVE_COPY_THREAD_TLS,和一个新的COPY_THREAD_TLS接受TLS参数为额外的长整型(系统调用参数大小)的争论。改变sys_clone的TLS参数unsigned long,并传递到copy_thread_tls。
/* http://lxr.free-electrons.com/source/include/linux/sched.h?v=4.5#L2646 */
extern long _do_fork(unsigned long, unsigned long, unsigned long, int __user *, int __user *, unsigned long);
extern long do_fork(unsigned long, unsigned long, unsigned long, int __user *, int __user *);
/* linux2.5.32以后, 添加了TLS(Thread Local Storage)机制,
在最新的linux-4.2中添加了对CLONE_SETTLS 的支持
底层的_do_fork实现了对其的支持,
dansh*/
#ifndef CONFIG_HAVE_COPY_THREAD_TLS
/* For compatibility with architectures that call do_fork directly rather than
* using the syscall entry points below. */
long do_fork(unsigned long clone_flags,
unsigned long stack_start,
unsigned long stack_size,
int __user *parent_tidptr,
int __user *child_tidptr)
{
return _do_fork(clone_flags, stack_start, stack_size,
parent_tidptr, child_tidptr, 0);
}
#endif
我们会发现,新版本的系统中clone的TLS设置标识会通过TLS参数传递, 因此_do_fork替代了老版本的do_fork。
老版本的do_fork只有在如下情况才会定义
- 只有当系统不支持通过TLS参数通过参数传递而是使用pt_regs寄存器列表传递时
- 未定义CONFIG_HAVE_COPY_THREAD_TLS宏
参数 | 描述 |
---|---|
clone_flags | 与clone()参数flags相同, 用来控制进程复制过的一些属性信息, 描述你需要从父进程继承那些资源。该标志位的4个字节分为两部分。最低的一个字节为子进程结束时发送给父进程的信号代码,通常为SIGCHLD;剩余的三个字节则是各种clone标志的组合(本文所涉及的标志含义详见下表),也就是若干个标志之间的或运算。通过clone标志可以有选择的对父进程的资源进行复制; |
stack_start | 与clone()参数stack_start相同, 子进程用户态堆栈的地址 |
regs | 是一个指向了寄存器集合的指针, 其中以原始形式, 保存了调用的参数, 该参数使用的数据类型是特定体系结构的struct pt_regs,其中按照系统调用执行时寄存器在内核栈上的存储顺序, 保存了所有的寄存器, 即指向内核态堆栈通用寄存器值的指针,通用寄存器的值是在从用户态切换到内核态时被保存到内核态堆栈中的(指向pt_regs结构体的指针。当系统发生系统调用,即用户进程从用户态切换到内核态时,该结构体保存通用寄存器中的值,并被存放于内核态的堆栈中) |
sta |
首页 上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 尾页 1/6/6 | |
【大 中 小】【打印】 【繁体】【投稿】【收藏】 【推荐】【举报】【评论】 【关闭】 【返回顶部】 | |
上一篇:服务器体系(SMP, NUMA, MPP)与共.. | 下一篇:Linux进程调度器概述--Linux进程.. |