第3章学习笔记

第三章 Unix/linux进程管理

多任务处理指的是同时进行几项独立活动的能力
进程：在操作系统中，任务也称为进程，执行映像定义为包含代码、数据和堆栈的存储区，进程就是对映像的执行。
PROC结构体：在操作系统知识中我们学习过，进程的状态用一个独特的数据结构表示，叫做进程控制块（PCB）。在Liunx中也可以称为PROC结构体。PROC结构体包含某个进程的所有信息。

PROC结构体如下：

typedef struct proc{
    struct proc *next;    
    int *ksp;            
    int pid;            
    int status;           
    int priority;         
    int  kstack [SSIZE];  
}PROC;

 

多任务处理系统
type.h文件定义了系统常熟和表示进程的简单PROC结构体

#define NPROC   9
#define SSIZE 1024
// PROC status
#define FREE    0
#define READY   1
#define SLEEP   2
#define ZOMBIE  3
typedef struct proc{
    struct proc *next;
    int *ksp;
    int pid;
    int status;
    int priority;
    int  kstack [SSIZE];
}PROC;

 

ts.s文件在32位GCC汇编代码中可实现进程上下文切换

queue.c文件可实现队列和链表操作函数。

.globl running,scheduler, tswitch
tSwitch:
SAVE:   pushl %eax :
        pushl %ebx
        pushl %ecx
        pushl %edx
        pushl %ebp
        pushl %esi
        pushl %edi
        pushf1
        movl   running, Sebx
        mov1   # esp,4(%ebx)
FIND:   call  scheduler
RESUME: movl    running,8ebx
        movl    4(%ebx),%esp
        popf1
        popl %edi
        popl %esi
        popl %ebp
        popl %edx
        popl %ecx
        popl %ebx
        popl %eax
        ret
# stack contents=|retPC|eax|ebx|ecx|edx|ebp|esi|edi|eflag|
#                  -1   -2  -3  -4  -5  -6  -7  -8   -9

 

enqueue()函数按优先级将PROC输入队列中。在优先级队列中，具有相同优先级的进程按照FIFO的顺序排序。
dequeue()函数可返回从队列或链表中删除的第一个元素。
printList()函数可打印链表元素。
t.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
睡眠模式：当进程需要某些当前没有的东西的时候，就会进入休眠状态。
唤醒操作：调用kwakeup()就可以唤醒一个进程。此时，正在休眠的一个程序得到了需要的资源，继续执行其操作。
进程终止：进程完成后，就会终止或死亡。进程会以两种方式终止：1）正常终止：进程自行调用结束函数exit(value)进行终止。2）异常终止：进程因为某个信号而异常终止。终止时，都会调用kexit()。

进程管理中的系统调用

fork：在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。
通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
exec：用fork函数创建子进程后，子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程执行的程序完全替换为新程序，而新程序则从其main函数开始执行。
因为调用exec并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。exec只是用一个全新的程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段。
SHELL:指定将解释任何用户命令的sh。
TERM:指定运行sh时要模拟的终端类型。
USER:当前登录用户。
PATH:系统在查找命令时将检查的目录列表。
HOME:用户的主目录。在 Linux 中，所有用户主目录都在/home中。

关于fork的实践

 

 

 

 

环境变量
各环境变量定义为：关键字=字符串

*#include <unistd.h>*
*int execl( const char *pathname, const char *arg0, ... /* (char *)0 */ );*
*int execv( const char *pathname, char *const argv[] );*
*int execle( const char *pathname, const char *arg0, ... /* (char *)0, char *const envp[] */ );*
*int execve( const char *pathname, char *const argv[], char *const envp[] );*
*int execlp( const char *filename, const char *arg0, ... /* (char *)0 */ );*
*int execvp( const char *filename, char *const argv[] );*

 

I/O重定向
sh进程有三个用于终端I/O的文件流：stdin（标准输入）、stdout（标准输出）、stderr（标准错误）。其文件描述符分别对应0、1、2。

 

管道 |
管道是用于进程交换数据的单向进程件通信通道。管道有一个读取端和一个写入端。
管道命令处理：在Unix/Linux中，命令行cmd1 | cmd2,sh将通过一个进程运行cmd1，并通过另一个进程运行cmd2，他们通过一个管道连接在一起，因此cmd1的输出变为cmd2的输入
命令管道：命令管道又叫FIFO。在sh中，通过mknod命令创建一个命令管道：

mknod mypipe p

 

或在c语言中发出mknod（）系统调用

int r = mknod("mypipe",s_IFIFP,0);

 

进程可像访问普通文件一样发个文命名管道。