學習筆記6 第三章的自學歸納

多任務處理

• 一般來說，多任務處理指的是同時進行幾項獨立活動的能力。在計算機技術中，指的是同時執行幾個獨立的任務。多任務處理是所有操作系統的基礎，總的來說，它也是并行編程的基礎。

進程的概念

• 進程是對映像的執行，操作系統內核將一系列執行視為使用系統資源的單一實體。系統資源包括內存空間、I/O設備以及最重要的CPU時間。在操作系統內核中，每個進程用一個獨特的數據結構表示，即PROC結構體，它包含了某個進程的所有信息。
• 如下是一個PROC結構體
  

1.next是指向下一個PROC結構體的指針

2.ksp保存的堆棧指針

3.pid是一個進程的進程編號

4.status是當前狀態

5.priority是進程調度優先級

6.kstack是進程執行時的堆棧

多任務處理系統

type.h文件

#define FREE 0
#define READY 1
#define SLEEP 2
#define ZOMBIE 3
typedef struct proc
{ 
   struct proc *next;
   int *ksp;
   int pid;
   int ppid;
   int status;
   int priority;
   int kstack[SSIZE];
}

• type.h文件定義了系統常熟和表示進程的簡單PROC結構體。

ts.s文件

• ts.s文件在32位GCC匯編代碼中可實現進程上下文切換

queue.c文件

• 可實現隊列和鏈表操作

進程同步

• 是指控制和協調進程交互以確保其正確執行所需的各項規則和機制

• 睡眠模式/等待：ksleep(int event)

• 喚醒操作：kwakeup(event)

進程終止

• 分為正常終止和異常終止

• 進程家族樹：PROC child,sibling,*parent;

• 子進程，兄弟進程，父進程

• 等待子進程終止

• 無論何時，進程都能調用內核函數kwait等待僵尸子進程:pid = kwait(int *status)

Unix/Linux中的進程

1.進程來源

• 當操作系統啟動時，操作系統內核的啟動代碼會強行創建一個PID=0初始進程執行初始進程P0

2.INIT和守護進程

• 當進程P1開始運行時，它將其執行映像更改為INIT程序。P1 開始復刻出許多子進程，P1的大部分子進程都是用來提供系統服務的。它們在后臺運行，不與任何用戶交互。

3.登錄進程

• P1復刻了許多LOGIN進程，每個終端上一個，用于用戶登錄。

4.sh進程

• 當用戶成功登錄時，LOGIN進程會獲取用戶的gid和uid，從而稱為用戶的進程。他將目錄更改為用戶的主目錄并執行列出的程序，通常是命令解釋程序sh。

5.進程的執行模式

• 在Unix/Linux中進程以兩種不同的模式執行，即內核模式和用戶模式，簡稱Kmode和Umode。在每種執行模式下，一個進程有一個執行映像。

• Umode只能通過中斷，陷阱，系統調用三種方式進入Kmode

進程管理中的系統調用

• fork()、wait()、exec()、exit()

I/O重定向

• 文件流和文件描述符

• 文件流I/O和系統調用

• 重定向標準輸入

• 如果用一個新打開的文件來替換文件描述符0，那么輸入將來自該文件而不是原始輸入設備。

• 重定向標準輸出

• 更改文件描述符1，指向打開的文件名，然后stdout的輸出將會轉到該文件而不是屏幕；同樣也可以將stderr重定向到一個文件。

管道

• 管道是用于進程交換數據的單向進程間通信通道。管道有一個讀取端和一個寫入端
• 管道命令處理

cmd1 | cmd2

sh將通過一個進程運行cmd1，并通過另一個進程運行cmd2，他們通過一個管道連接在一起，因此cmd1的輸出變為cmd2的輸入。

遇到的問題

蘇格拉底提問