复习笔记|第七章 Linux进程管理《操作系统原理教程》
大纲问题回答（精简版）
1. 进程控制块，其中与进程管理、存储器管理和文件管理有关的一些字段，线程组标识符。
task_struct
thread_info 当前进程基本信息
mm_struct 指向进程的虚拟内存描述符
thread_struct 保存进程硬件上下文
files_struct 指向该进程打开文件信息
signal_struct 所接收的信号
tgid 线程组标识符，线程组领头进程的PID
2. 与进程创建有关的函数：fork( )、vfork( )、clone( )。
◼ 创建子进程函数fork()：创建成功之后，子进程采用写时复制技术读共享父进程的全部地址空间，仅当父或子要写一个页时，才为其复制一个私有的页的副本。
◼ 创建轻量级进程函数clone()：实现对多线程应用程序的支持。共享进程在内核的很多数据结构，如页表、打开文件表等等。
◼ vfork()：阻塞父进程直到子进程退出或执行了一个新程序为止。
3. 理解进程切换的过程。涉及到页目录表、核心栈、硬件上下文。
◼ 进程切换：第一步，切换页目录表以安装一个新的地址空间；第二步，切换核心栈和硬件上下文（即必须装入CPU寄存器的一组数据）。
4. 进程调度方式。进程调度时机。
◆可抢先式的动态优先级调度方式
Linux进程调度
◼ 系统采用可抢先式的动态优先级调度方式。无论进程处于用户态还是核心态运行，都可能被抢占CPU。
◼ 实时进程的基本优先数为1～99，而分时进程和批处理进程的基本优先数为100～139。
进程调度所涉及的数据结构
◼ 每个处理机都有自己的可运行进程队列，存放在一维数组runqueues中。每个处理机对应数组中的一项。P158-159
◼ 活动进程链表：没有用完自己的时间片。
◼ 过期进程链表：已经用完了自己的时间片。
◼ 当活动进程都过期后，过期进程才可运行。避免低优先级进程没有机会运行（进程饥饿）。
活动进程有140个优先级队列，和队列位图。过期进程也有140个优先级队列，和队列位图。
普通进程是兼顾基本时间片和动态优先级的调度。发生实时进程调度的时机：
① 出现了更高优先级的实时进程。
② 进程执行了阻塞操作而进入睡眠状态。
③ 进程停止运行或被杀死。
④ 进程调用sched_yield()自愿放弃处理机。
⑤在基于时间片轮转的实时进程调度中，进程用完了自己的时间片。
5. Linux有很多内核线程，了解0号进程和1号进程的作用。
◆0号进程就是一个内核线程，0号进程是所有进程的祖先进程。每个CPU都有一个0号进程。
◆1号进程是由0号进程创建的内核线程init，负责完成内核的初始化工作。
◼ 0号进程就是一个内核线程，0号进程是所有进程的祖先进程，又叫idle进程或叫做swapper进程。每个CPU都有一个0号进程。
◼ 1号进程是由0号进程创建的内核线程init，负责完成内核的初始化工作。在系统关闭之前，init进程一直存在，它负责创建和监控在操作系统外层执行的所有用户态进程。
大纲问题回答
1. 进程控制块（2），其中与进程管理、存储器管理和文件管理有关的一些字段，线程组标识符。
进程控制块，又称进程描述符（task_struct）
thread_info 当前进程基本信息
mm_struct 指向进程的虚拟内存描述符
thread_struct 保存进程硬件上下文
files_struct 指向该进程打开文件信息
signal_struct 所接收的信号
tgid 线程组标识符，线程组领头进程的PID
2. 与进程创建有关的函数：fork( )、vfork( )、clone( )。（3）
◼ 创建子进程函数fork()：创建成功之后，子进程采用写时复制技术读共享父进程的全部地址空间，仅当父或子要写一个页时，才为其复制一个私有的页的副本。
◼ 创建轻量级进程函数clone()：实现对多线程应用程序的支持。共享进程在内核的很多数据结构，如页表、打开文件表等等。
◼ vfork()：阻塞父进程直到子进程退出或执行了一个新程序为止。
3. 理解进程切换的过程。涉及到页目录表、核心栈、硬件上下文。（5）
◼ 进程切换：第一步，切换页目录表以安装一个新的地址空间；第二步，切换核心栈和硬件上下文（即必须装入CPU寄存器的一组数据）。由schedule()函数完成进程切换。
进程切换只发生在核心态。在发生进程切换之前，用户态进程使用的所有寄存器值都已被保存在进程的核心栈中。
进程硬件上下文存放在进程描述符的thread_struct thread中。
4. 进程调度方式。进程调度时机。（1）
◆可抢先式的动态优先级调度方式
Linux进程调度
◼ 系统采用可抢先式的动态优先级调度方式。无论进程处于用户态还是核心态运行，都可能被抢占CPU。
◼ 实时进程的基本优先数为1～99，而分时进程和批处理进程的基本优先数为100～139。
进程调度所涉及的数据结构
◼ 每个处理机都有自己的可运行进程队列，存放在一维数组runqueues中。每个处理机对应数组中的一项。P158-159
◼ 活动进程链表：没有用完自己的时间片。
◼ 过期进程链表：已经用完了自己的时间片。
◼ 当活动进程都过期后，过期进程才可运行。避免低优先级进程没有机会运行（进程饥饿）。
活动进程有140个优先级队列，和队列位图。过期进程也有140个优先级队列，和队列位图。
普通进程是兼顾基本时间片和动态优先级的调度。发生实时进程调度的时机：
① 出现了更高优先级的实时进程。
② 进程执行了阻塞操作而进入睡眠状态。
③ 进程停止运行或被杀死。
④ 进程调用sched_yield()自愿放弃处理机。
⑤在基于时间片轮转的实时进程调度中，进程用完了自己的时间片。
注：
以上除了进程调度都是进程调度的时机。以上由运行态到就绪态可能是时间片用完了（时间片轮转法）或者更高优先级的进程来了（优先级调度法），到终止态可能是被杀死或者由于某种错误终止运行，也有可能是执行了阻塞或者唤醒原语。唯一多的是调用sched_yield()自愿放弃处理机。
5. Linux有很多内核线程，了解0号进程和1号进程的作用。
◆0号进程就是一个内核线程，0号进程是所有进程的祖先进程。每个CPU都有一个0号进程。
◆1号进程是由0号进程创建的内核线程init，负责完成内核的初始化工作。
◼ 0号进程就是一个内核线程，0号进程是所有进程的祖先进程，又叫idle进程或叫做swapper进程。每个CPU都有一个0号进程。
◼ 1号进程是由0号进程创建的内核线程init，负责完成内核的初始化工作。在系统关闭之前，init进程一直存在，它负责创建和监控在操作系统外层执行的所有用户态进程。
