UNIX環境進階程式設計學習筆記（十）為何 fork 函數會有兩個不同的傳回值【轉】

以下是基于 linux 0.11 核心的說明。

在init/main.c第138行， 

在move_to_user_mode()之後，程序0通過fork()産生子程序，實際就是程序1（init程序）。

在main.c第23行：

通過 _syscall0 調用 fork 。_syscall0 即不帶參數的系統調用：type name(void)，_syscall0 的定義在unistd.h中第133行：

在 kernel\sched.c 中的 sched_init 調用 system_call

system_call 位于 kernel\system_call.s 中。在該檔案第94行：

1

調用位址為：_sys_call_table + %eax * 4，此時 exa 的值為2（根據__NR_fork的定義），由于是32位機，指針占4個位元組。

sys_call_table 的定義在 include\linux\sys.h 中第74行：

即調用的是 sys_fork 。

sys_fork 的定義是一段彙編代碼，位于 kernel\system_call.s 第208行：

在 sys_fork 中，有兩個主要的函數調用：_find_empty_process 和 _copy_process 。

_find_empty_process 位于 kernel\fork.c 中第135行，其作用是找到一個空的程序号（對應于一個程序控制塊PCB），在linux 0.11版本中最多支援64個程序（全局數組task定義在sched.h中，數組大小為64）：

全局變量last_pid用來記錄上次使用的程序号，其定義在 kernel\fork.c 第22行：

在find_empty_process中，不斷遞增last_pid，尋找第一個未被其它程序使用的程序号作為新程序的程序号。如果遞增後的值超出正數表示範圍，則重新從1開始，并将其傳回值存放在 %eax 中。若沒能找到可用程序号，則跳轉。若找到可用程序号則進行相關壓棧操作，然後調用_copy_process 開始複制程序内容。

_copy_process 的定義位于 kernel\fork.c 第63行：

程序控制塊中還儲存有程序的任務狀态段資料結構tss，用于存儲處理器管理程序的所有資訊。也就是說，在任務切換過程中，首先将處理器中各寄存器的目前值被自動儲存目前程序的tss中；然後，下一程序的tss被加載并從中提取出各個值送到處理器的寄存器中。由此可見，通過在tss中儲存任務現場各寄存器狀态的完整映象，實作任務的切換。

是以，一旦在task[]數組中找到空閑項和程序号，我們就可以為該程序的程序控制塊結構申請一個頁面的記憶體。這個工作是在copy_process() 函數中完成的。

當然copy_process()函數的最主要的任務是為子程序複制父程序資訊，并設定子程序的任務狀态段，其中最關鍵的兩步是：

把子程序tss中的eip設定為父程序系統調用傳回位址，這樣當子程序被排程程式選中後，将從父程序的fork()傳回處開始執行。

把子程序tss中的eax設定為0，而eax是存放函數傳回值的地方，這樣子程序中傳回的是0。注意子程序并沒有執行fork()函數，子程序的系統堆棧沒有進行過操作，當然不會有像父程序那樣的fork函數調用。但是當子程序開始運作時，就好像它從 fork 中傳回一樣。

<code>p-&gt;tss.eax = 0;</code>

本文轉自張昺華-sky部落格園部落格，原文連結：http://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/8080501.html，如需轉載請自行聯系原作者