Linux系统编程第3章学习笔记

Unix/Linux进程管理

多任务处理：

在单处理器（单CPU）系统中.一次只能执行一个任务-多任务处理是通过在不同任务之间多路复用CPU的执行时间来实现的，即将CPU执行操作从一个任务切换到另一个任务。

多任务处理是所有操作系统的基础总体上说，它也是并行编程的基础。

进程的概念

操作系统是1个多任务处理系统。在操作系统中，任务也称为进程。

进程是对映像的执行

在操作系统内核中，每个进程用1个独特的数据结构表示，叫作进程控制块（PCB）或任务控制块（TCR）等。书中成称为PROC结构体

一个简单的PROC结构体来表示进程

多任务处理系统（简称MT）

组成：

①type.h文件

定义了系统常数和表示进程的简单PROC结构体

②ts.s文件

在32位GCC汇编代码中可实现进程上下文切换

③queue.c文件

实现队列和链表操作函数

④t.c文件

定义MT系统数据结构、系统初始化代码和进程管理函数

⑤多任务处理系统代码介绍

进程同步

睡眠模式：

当某进程需要某些当前没有的东西时，例如申请独占一个存储区域、等待用户通过标准输入来输入字符等，它就会在某个事件值上进入休眠状态

唤醒操作：

多个进程可能会进入休眠状态等待同一个事件，这是很自然的，因为这些进程可能都需要同一个资源，例如一台当前正处于繁忙状态的打印机。在这种情况下，所有这些进程都将休眠等待同一个事件值。当某个等待时间发生时，另一个执行实体(可能是某个进程或中断处理程序)将会调用kwakeup(event),唤醒正处于休眠状态等待该事件值的所有程序。如果没有任何程序休眠等待该程序，kwakeup。就不工作，即不执行任何操作。

进程终止

·正常终止：进程调用exit(value),发出_exit(value)系统调用来执行在操作系统内核中的kexit(value),这就是我们本节要讨论的情况。

·异常终止：进程因某个信号而异常终止。

Unix/Linux 中的进程

进程来源：

当操作系统启动时，操作系统内核的启动代码会强行创建一个PID=0的初始进程，即通过分配PROC结构体（通常是proc[0]）进行创建，初始化PROC内容，并让运行指向 proc[0]o然后，系统执行初始进程P0。大多数操作系统都以这种方式开始运行第一个进程。 P0继续初始化系统，包括系统硬件和内核数据结构。然后，它挂载一个根文件系统，使系统可以使用文件。在初始化系统之后，P0复刻出一个子进程P1,并把进程切换为以用户模式运行P"

INIT和守护进程：

当进程P1开始运行时，它将其执行映像更改为IN1T程序。因此，P1通常被称为INIT 进程，因为它的执行映像是init程序。P1开始复刻出许多子进程。P1的大部分子进程都是用来提供系统服务的。它们在后台运行，不与任何用户交互。这样的进程称为守护进程。

登录进程：

除了守护进程之外，P1还复刻了许多LOGIN进程，每个终端上一个，用于用户登录。

sh进程：

当用户成功登录时，LOGIN进程会获取用户的gid和uid,从而成为用户的进程、它将目录更改为用户的主目录并执行列出的程序，通常是命令解释程序sh：现在，用户进程执行sh,因此用户进程通常称为sh进程。它提示用户执行命令。一些特殊命令，如cd（更改目录）、退出、注销等，由sh自己直接执行。其他大多数命令是各种bin目录（如/bin、/sbin、 /usr/bin , /usr/local/bin等）中的可执行文件。对于毎个（可执行文件）命令，sh会复刻一个子进程，并等待子进程终止。子进程将其执行映像更改为命令文件并执行命令程序。子进程在终止时会唤醒父进程sh,父进程会收集子进程终止状态、释放子进程PROC结构体并提示执行另一个命令等。除简单的命令之外，sh还支持I/O、重定向和通过管道连接的多个命令。

进程的执行模式：

在Unix/Linux中，进程以两种不同的模式执行，即内核模式和用户模式，简称Kmode 和Umode。在每种执行模式下，一个进程有一个执行映像。