c - Linux 内核 0.11 中的进程 0 堆栈

Question

我目前正在学习 linux 内核源代码 (v0.11)。以下是 main() 的 init/main.c 函数:

void main(void) 
{
    ...
    move_to_user_mode();
    if (!fork()) {      /* we count on this going ok */
        init();
    }

在 move_to_user_mode 中，进程 0 通过执行以下操作进入用户模式:

#define move_to_user_mode() \
__asm__ ("movl %%esp,%%eax\n\t" \
    "pushl $0x17\n\t" \
    "pushl %%eax\n\t" \
    "pushfl\n\t" \
    "pushl $0x0f\n\t" \
    "pushl $1f\n\t" \
    "iret\n" \
    "1:\tmovl $0x17,%%eax\n\t" \
    "movw %%ax,%%ds\n\t" \
    "movw %%ax,%%es\n\t" \
    "movw %%ax,%%fs\n\t" \
    "movw %%ax,%%gs" \
    :::"ax")

在 iret 之后，似乎用户模式 ​​ ss:esp 指向与内核模式相同的堆栈。即 p0 的用户堆栈 = p0 的内核堆栈。这是真的？

当 p0 调用 fork 时，它​​会调用 copy_process ，它将其用户模式 ​​ ss:esp 复制到 p1 的 tss->ss 和 tss->esp 。那么 p1 会与 p0 共享相同的用户模式堆栈吗？如果是这样，p1 的用户堆栈 = p0 的用户堆栈 = p0 的内核堆栈。这会导致任何问题吗？
copy_process 如下:

int copy_process(int nr,long ebp,long edi,long esi,long gs,long none,
        long ebx,long ecx,long edx,
        long fs,long es,long ds,
        long eip,long cs,long eflags,long esp,long ss)
{
    ...
    p->tss.esp = esp;
    ...
    p->tss.ss = ss & 0xffff;
    ...
}

附言p0 的内核堆栈低于 LOW_MEMORY，这意味着它不支持 COW。

Answer 1

p0 的用户栈是 user_stack 中定义的 kernel/sched.c ，与 move_to_user_mode 之前使用的栈相同，是 esp 中压入的 move_to_user_mode 的值。在 move_to_user_mode 之后，p0 不应该使用这个空间(这就是为什么下面的 fork 和 pause 是内联函数的原因)，因为当 p0 调用 fork 生成 p1 时，p1 的用户堆栈也指向这个空间。该空间在 p1 的页表中设置为只读。当 p1 要使用这个空间时，它会触发一个页面错误，然后为这个空间触发 COW，即内核将为 p1 的堆栈分配一个新页面。

结论:

p0 的用户堆栈 = p1 的用户堆栈紧跟在 fork 之后。

p0 不使用其用户堆栈。

当

p1 想要写入堆栈时，它会在这个堆栈空间上触发 COW。