Linux中fork()调用的源代码在哪里?

Pro*_*123 7 c linux gcc fork linux-kernel

我花了很多时间试图找到该fork()函数的源代码.我知道大部分完成的工作都是通过fork()完成do_fork()而完成的kernel/fork.c.但是,我想看到的是该fork()函数的源代码.

有什么想法可以找到吗?我一直在浏览GCC和Linux源代码,但仍未设法找到它.

编辑:我正在尝试找到我的系统正在使用的确切实现.正如在评论中提到的并且在这个链接中它显然在glibc中的一些包装中.任何想法在glibc我可以找到包装器.我经常搜索但找不到它的定义.

Cla*_*dio 27

以x86平台和2.6.23 Linux内核为参考:

  • 创建test-fork.c文件:

    #include <unistd.h>
    
    int main (void)
    {
        fork();
        return 0;
    }
    
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  • 使用静态链接编译它: gcc -O0 -static -Wall test-fork.c -o test-fork

  • 拆卸它: objdump -D -S test-fork > test-fork.dis

  • 打开test-fork.dis文件并搜索fork:

            fork();
     80481f4:       e8 63 55 00 00          call   804d75c <__libc_fork>
            return 0;
     80481f9:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    }
     80481fe:       c9                      leave  
     80481ff:       c3                      ret    
    
    Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)
  • 然后搜索__libc_fork:

     0804d75c <__libc_fork>:
     804d75c:       55                      push   %ebp
     804d75d:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
     804d762:       89 e5                   mov    %esp,%ebp
     804d764:       53                      push   %ebx
     804d765:       83 ec 04                sub    $0x4,%esp
     804d768:       85 c0                   test   %eax,%eax
     804d76a:       74 12                   je     804d77e <__libc_fork+0x22>
     804d76c:       c7 04 24 80 e0 0a 08    movl   $0x80ae080,(%esp)
     804d773:       e8 88 28 fb f7          call   0 <_init-0x80480d4>
     804d778:       83 c4 04                add    $0x4,%esp
     804d77b:       5b                      pop    %ebx
     804d77c:       5d                      pop    %ebp
     804d77d:       c3                      ret    
     804d77e:       b8 02 00 00 00          mov    $0x2,%eax
     804d783:       cd 80                   int    $0x80
     804d785:       3d 00 f0 ff ff          cmp    $0xfffff000,%eax
     804d78a:       89 c3                   mov    %eax,%ebx
     804d78c:       77 08                   ja     804d796 <__libc_fork+0x3a>
     804d78e:       89 d8                   mov    %ebx,%eax
     804d790:       83 c4 04                add    $0x4,%esp
     804d793:       5b                      pop    %ebx
     804d794:       5d                      pop    %ebp
     804d795:       c3                      ret    
    
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    请注意,此特定硬件/内核fork系统调用号2相关联

  • 下载Linux内核的副本: wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.23.tar.bz2

  • 打开linux-2.6.23/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S文件

  • 请注意,系统调用号2与之关联

    sys_fork:
         .long sys\_fork   /* 2 */
    
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  • 打开linux-2.6.23/arch/x86/kernel/process.c文件

  • 搜索sys_fork:

      asmlinkage int sys_fork(struct pt_regs regs)
      {
              return do_fork(SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
      }
    
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    请注意,do_fork()仅使用SIGCHLD参数调用

  • 打开linux-2.6.23/kernel/fork.c文件.这do_fork()是定义的地方!

  • do_fork()然后打电话copy_process():

      /*
       *  Ok, this is the main fork-routine.
       *
       * It copies the process, and if successful kick-starts
       * it and waits for it to finish using the VM if required.
       */
      long do_fork(unsigned long clone_flags,
                    unsigned long stack_start,
                    struct pt_regs *regs,
                    unsigned long stack_size,
                    int __user *parent_tidptr,
                    int __user *child_tidptr)
      {
              struct task_struct *p;
              int trace = 0;
              struct pid *pid = alloc_pid();
              long nr;
    
              if (!pid)
                      return -EAGAIN;
              nr = pid->nr;
              if (unlikely(current->ptrace)) {
                      trace = fork_traceflag (clone_flags);
                      if (trace)
                              clone_flags |= CLONE_PTRACE;
              }
    
              p = copy_process(clone_flags, stack_start, regs, stack_size, \
                               parent_tidptr, child_tidptr, pid);
    
    
           /*
             * Do this prior waking up the new thread - the thread 
             * pointer might get invalid after that point, 
             * if the thread exits quickly.
             */
            if (!IS_ERR(p)) {
                    struct completion vfork;
    
                    if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
                            p->vfork_done = &vfork;
                            init_completion(&vfork);
                    }
    
                    if ((p->ptrace & PT_PTRACED) || \
                        (clone_flags & CLONE_STOPPED)) {
                            /*
                             * We'll start up with an immediate SIGSTOP.
                             */
                            sigaddset(&p->pending.signal, SIGSTOP);
                            set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING);
                    }
    
                    if (!(clone_flags & CLONE_STOPPED))
                            wake_up_new_task(p, clone_flags);
                    else
                            p->state = TASK_STOPPED;
    
                    if (unlikely (trace)) {
                            current->ptrace_message = nr;
                            ptrace_notify ((trace << 8) | SIGTRAP);
                    }
    
                     if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
                              freezer_do_not_count();
                              wait_for_completion(&vfork);
                              freezer_count();
                              if (unlikely (current->ptrace & \
                                            PT_TRACE_VFORK_DONE)) {
                                      current->ptrace_message = nr;
                                      ptrace_notify \
                                        ((PTRACE_EVENT_VFORK_DONE << 8) | \
                                          SIGTRAP);
                              }
                      }
              } else {
                      free_pid(pid);
                      nr = PTR_ERR(p);
              }
              return nr;
      }
    
    Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)
  • 分叉的大部分工作由do_fork()(在中定义)处理kernel/fork.c.执行的操作do_fork():

    • 它通过调用为子节点分配一个新的PID alloc_pid()
    • 它检查ptrace父项的字段(即current->ptrace)
      • 如果它不为零,则父进程将被另一个进程跟踪
    • 它调用copy_process(),它设置进程描述符和子进程执行所需的任何其他内核数据结构

      • 它的参数与do_fork()加上孩子的PID 相同
      • 它检查clone_flags参数中传递的标志是否兼容
      • 它通过调用security_task_create()和执行额外的安全检查security_task_alloc()
      • 它调用dup_task_struct()创建新内核堆栈thread_infotask_struct新进程的结构.

        • 新值与当前任务的值相同
        • 此时,子进程描述符和父进程描述符是相同的
        • 它执行alloc_task_struct()宏来获取task_struct新进程的结构,并将其地址存储在tsk局部变量中.
        • 它执行alloc_thread_info宏来获取一个空闲的内存区来存储thread_info新进程的结构和内核模式堆栈,并将其地址保存在ti局部变量中
        • 它将当前进程描述符的内容复制到task_struct指向的结构中tsk,然后设置tsk->thread_infoti
        • 它将当前thread_info描述符的内容复制到指向的结构中ti,然后设置ti->tasktsk
        • 它将新进程描述符(即tsk->usage)的使用计数器设置为2,以指定进程描述符正在使用,并且相应的进程是活动的(其状态不是EXIT_ZOMBIEEXIT_DEAD)
        • 它返回新进程的进程描述符指针(即tsk)
      • copy_process() 然后检查是否未超过当前用户的最大进程数(即大于'max_threads)

    • 它通过清除或初始化孩子的各个领域来区分孩子和父母 task_struct
    • 它要求copy_flags()更新该flags领域task_struct

      • PF_SUPERPRIV(这表示如果一个任务使用超级用户权限)和PF_NOFREEZE标志将被清除
      • PF_FORKNOEXEC标志(其表示如果一个任务还没有名为`EXEC())被设置
      • 它调用`init_sigpending()来清除挂起的信号
      • 根据传递给do_fork(),copy_process()的参数,然后复制或共享资源
      • 打开文件
      • 文件系统信息
      • 信号处理程序
      • 地址空间
      • 它调用sched_fork()哪个分隔父母和孩子之间的剩余时间片
      • 最后,它返回一个指向新子节点的指针
    • 然后,如果设置了标志或者必须跟踪子进程(即设置了标志),则do_fork()添加待处理SIGSTOP信号CLONE_STOPPEDPT_PTRACEDp->ptrace

    • 如果CLONE_STOPPED未设置该标志,则调用该wake_up_new_task()函数,该函数执行以下操作:

      • 它调整父和子的调度参数
      • 如果子进程与父进程在同一个CPU上运行,并且父进程和子进程没有共享同一组页表(即CLONE_VM清除了标志),则会强制子进程在父进程之前运行,直到将其插入到父进程的运行队列中父母.如果子项刷新其地址空间并在分叉后立即执行新程序,则此简单步骤可以获得更好的性能.如果我们让父进程先运行,则Copy On Write机制会引起一系列不必要的页面重复.
      • 否则,如果子节点不会与父节点在同一CPU上运行,或者父节点和子节点共享同一组页面表(即 CLONE_VM标志集),则会将子节点插入父节点运行队列的最后位置
    • 否则,如果CLONE_STOPPED设置了标志,则将子项置于TASK_STOPPED状态
    • 如果正在跟踪父进程,它会将子进程的PID存储在ptrace_message字段中current并调用 ptrace_notify(),这实际上会停止当前进程并向SIGCHLD其父进程发送信号.孩子的"祖父母"是跟踪父母的调试者; 该SIGCHLD信号通知目前已经分叉的一个孩子,他的PID可以通过查看被检索的调试器current->ptrace_message领域.

    • 如果CLONE_VFORK指定了该标志,它会将父进程插入等待队列并暂停它,直到子进程释放其内存地址空间(即,直到子进程终止或执行新程序)

  • 它通过返回子的PID来终止.


Pen*_*ian 5

来自http://lxr.free-electrons.com/source/kernel/fork.c#L1787,适用于Linux 4.4:

1787 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_FORK
1788 SYSCALL_DEFINE0(fork)
1789 {
1790 #ifdef CONFIG_MMU
1791         return _do_fork(SIGCHLD, 0, 0, NULL, NULL, 0);
1792 #else
1793         /* can not support in nommu mode */
1794         return -EINVAL;
1795 #endif
1796 }
1797 #endif
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我相信这是它定义fork系统调用的地方.在Linux下我相信glibc fork()函数直接调用这个系统调用而不做任何其他事情.