一个新进程的诞生（一）先整体看一下

发表于 3年以前 | 总阅读数：421 次

本系列作为 [你管这破玩意叫操作系统源码] 的第三大部分，讲述了操作系统第一个进程从无到有的诞生过程，这一部分你将看到内核态与用户态的转换、进程调度的上帝视角、系统调用的全链路、fork 函数的深度剖析。

不要听到这些陌生的名词就害怕，跟着我一点一点了解他们的全貌，你会发现，这些概念竟然如此活灵活现，如此顺其自然且合理地出现在操作系统的启动过程中。

本篇章作为一个全新的篇章，需要前置篇章的知识体系支撑。

[第一部分进入内核前的苦力活]

[第二部分大战前期的初始化工作]

当然，没读过的也问题不大，我都会在文章里做说明，如果你觉得有困惑，就去我告诉你的相应章节回顾就好了，放宽心。

话不多说，我们开始今天的内容吧！

------- 正文开始 -------

本文为整个第三部分的第一回内容。

一个新进程的诞生，从操作系统的源码角度来说，其实就两行代码。而关于创建进程的重点，其实就一行代码，就是大名鼎鼎的 fork 函数。

我们先来看一张图，看看操作系统从开机到怠速都做了些什么事情。

你看，第一部分和第二部分，为我们这个第三部分做了充足的铺垫工作。

[第一部分进入内核前的苦力活]

[第二部分大战前期的初始化工作]

到了第三部分，简单说就是从内核态切换到用户态，然后通过 fork 创建出一个新的进程，再之后老进程进入死循环。

void main(void) {
    // 第二部分的内容，各种初始化工作
    ...
    // 第三部分的内容，一个新进程的诞生
    move_to_user_mode();
    if (!fork()) {
        // 新进程里干了啥，是第四部分的内容
        init();
    }
    // 死循环，操作系统怠速状态
    for(;;) pause();
}

至于 fork 出来的新进程做了什么事，就是 init 函数里的故事里，这个不在第三部分的讨论范畴。

所以你看，一共就两行代码，顶多再算上最后一行的死循环，三行，就把创建新进程这个事搞定了。再加上新进程里要做的 init 函数，一共四行代码，就走到了 main 函数的结尾，也就标志着操作系统启动完毕！

但就是这没有多少个字母的四行代码，是整个操作系统的精髓所在，也是最难的四行代码。理解了它们，你就会有原来操作系统就是这破玩意的感叹了～

今天我们就总览一下这四句，很轻松。

第一句是 move_to_user_mode

直译过来即可，就是转变为用户态模式。因为 Linux 将操作系统特权级分为用户态与内核态两种，之前都处于内核态，现在要先转变为用户态，仅此而已。

一旦转变为了用户态，那么之后的代码将一直处于用户态的模式，除非发生了中断，比如用户发出了系统调用的中断指令，那么此时将会从用户态陷入内核态，不过当中断处理程序执行完之后，又会通过中断返回指令从内核态回到用户态。