Linux内核结构与进程管理
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stopped, zombie 调度信息：policy, priority, rt_priorty, need_resched
policy即进程的类别，分SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_OTHER三种，前两种为实时进程，后一种为非实时进程
IPC信息：如定义对某些信号的处理等 家族信息：父进程、兄弟进程、子进程信息 时钟和定时信息 文件系统 存储管理
exit(0);
}
}
进程调度
硬件时钟 （晶振， CMOS电路
）
定时器
中断控制
CPU
8253
器8259
调度时机
a. 用户进程自愿放弃CPU，如执行sleep()系统调用；
b.系统调用中，需要等待时，直接调用schedule()进行调度；
c.系统调用、中断或异常处理完成后，返回到用户空间前，若当前进程
的PCB中的need_resched = 1，则发生调度；
调度策略：基于进程的权值（weight，即动态优先级）
实时进程： weight = 1000+rt_priority （>1000）
分时进程： weight = counter + 20 – nice （<1000）
其中：rt_priority：是实时进程的优先级
myvar = 1;
}
else {
//parent process
wait(); //system call, wait for children completion
printf(“child complete.”);
myvar ++;
printf(“father,myvar=%d”,myvar);
/etc/rc.d/rc.local
#运行模式2、3、5时会运行的脚本
/sbin/mingetty（或getty） # 等待用户登录
/etc/inittab中指定了系统的运行级别（RUNLEVEL），init根据运行级别启动相
关的服务（一些后台进程），实现不同的功能。
RUNLEVEL:0－6
0：halt， 1：单用户，2：多用户，3：多用户并启动NFS服务
4：保留，5：运行xdm（X window）以图形界面方式登录
6：reboot
Linux中用户登陆流程
linux进程的四要素
程序
PCB
地址空间
系统堆栈空间
PCB：进程创建时内核为其分配的一个核心数据结构，进程自身不 能直接存取。
系统堆栈空间：进程运行在核心态时使用的堆栈，和PCB连在一起， 共8KB，其中PCB约占1000字节，系统堆栈空间约占7200字节。
2.2 内核中linux进程个数有最大值限制（4092）。但2.4以后，系统中 的进程个数受限于系统的物理内存数，即限定所有进程的PCB及 系统堆栈（8K）占用的空间≤1/2的物理内存总和。例64M内存： 进程数≤64M/2/8K=4K
PCB中的重要信息
身份信息：pid,uid,gid,euid,egid等； 状态信息：running, interruptible, non-interC H E D）负责控制进程访问C P U。保证进程能够公平地访问C P U， 同时保证内核可以准时执行一些必需的硬件操作。 2. 内核管理程序（ M M）使多个进程可以安全地共享机器的主存系统，并支持虚拟内存。 3. 虚拟文件系统（ V F S）。通过提供一个所有设备的公共文件接口， V F S抽象了不同硬 件设备的细节。此外， V F S支持与其他操作系统兼容的不同的文件系统格式。 4. 网络接口（ N E T）提供对许多建网标准和网络硬件的访问。 5. 进程间通信（ I P C）子系统为进程与进程之间的通信提供了一些机制。 这些子系统虽然实现的功能相对独立，但存在着较强的依赖性（调用依赖模块中相应的函数 ），所以说linux内核是单块结构（monolithic）的，而windows体系结构是微内核 (microkernel)的。
进程的创建
进程创建：fork , clone, vfork 父子进程共享资源的形式
a.不共享（fork时缺省） b.部分共享 c.完全共享（线程）
fork实例
#include <stdio.h>
int myvar=0;
void main()
{
int pid;
pid = fork();
//system call
counter：进程还剩余的时间片值
nice:进程优先级的调整值
（均在进程的PCB中标识）
后装入并执行程序/sbin/init（变成一个用户进程）。此后，init根据/etc/inittab
配置文件来执行相应的脚本进行系统初始化，如设置键盘、字体，装载模块，设
置网络等
对于Redhat来说，执行的顺序为：
/etc/rc.d/rc.sysinit
# 由init执行的第一个脚本
/etc/rc.d/rc $RUNLEVEL # $RUNLEVEL为缺省的运行模式
Linux启动流程
1. 从BIOS到KERNEL
MBR－>KERNEL－>KERNEL自解压－>内核初始化－>内核启动（start_kernel函
数，在linux内核源代码树的/usr/src/linux/init/main.c中）
2. 内核启动：创建1＃进程并执行，由它创建若干内核线程（kernel thread），然
if (pid < 0 ) { //error occurred
printf(“fork failed.”);
exit(-1);
//system call
}
else if (pid == 0 ) { //child process
printf(“child process executing…\n”);
policy即进程的类别，分SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_OTHER三种，前两种为实时进程，后一种为非实时进程
IPC信息：如定义对某些信号的处理等 家族信息：父进程、兄弟进程、子进程信息 时钟和定时信息 文件系统 存储管理
exit(0);
}
}
进程调度
硬件时钟 （晶振， CMOS电路
）
定时器
中断控制
CPU
8253
器8259
调度时机
a. 用户进程自愿放弃CPU，如执行sleep()系统调用；
b.系统调用中，需要等待时，直接调用schedule()进行调度；
c.系统调用、中断或异常处理完成后，返回到用户空间前，若当前进程
的PCB中的need_resched = 1，则发生调度；
调度策略：基于进程的权值（weight，即动态优先级）
实时进程： weight = 1000+rt_priority （>1000）
分时进程： weight = counter + 20 – nice （<1000）
其中：rt_priority：是实时进程的优先级
myvar = 1;
}
else {
//parent process
wait(); //system call, wait for children completion
printf(“child complete.”);
myvar ++;
printf(“father,myvar=%d”,myvar);
/etc/rc.d/rc.local
#运行模式2、3、5时会运行的脚本
/sbin/mingetty（或getty） # 等待用户登录
/etc/inittab中指定了系统的运行级别（RUNLEVEL），init根据运行级别启动相
关的服务（一些后台进程），实现不同的功能。
RUNLEVEL:0－6
0：halt， 1：单用户，2：多用户，3：多用户并启动NFS服务
4：保留，5：运行xdm（X window）以图形界面方式登录
6：reboot
Linux中用户登陆流程
linux进程的四要素
程序
PCB
地址空间
系统堆栈空间
PCB：进程创建时内核为其分配的一个核心数据结构，进程自身不 能直接存取。
系统堆栈空间：进程运行在核心态时使用的堆栈，和PCB连在一起， 共8KB，其中PCB约占1000字节，系统堆栈空间约占7200字节。
2.2 内核中linux进程个数有最大值限制（4092）。但2.4以后，系统中 的进程个数受限于系统的物理内存数，即限定所有进程的PCB及 系统堆栈（8K）占用的空间≤1/2的物理内存总和。例64M内存： 进程数≤64M/2/8K=4K
PCB中的重要信息
身份信息：pid,uid,gid,euid,egid等； 状态信息：running, interruptible, non-interC H E D）负责控制进程访问C P U。保证进程能够公平地访问C P U， 同时保证内核可以准时执行一些必需的硬件操作。 2. 内核管理程序（ M M）使多个进程可以安全地共享机器的主存系统，并支持虚拟内存。 3. 虚拟文件系统（ V F S）。通过提供一个所有设备的公共文件接口， V F S抽象了不同硬 件设备的细节。此外， V F S支持与其他操作系统兼容的不同的文件系统格式。 4. 网络接口（ N E T）提供对许多建网标准和网络硬件的访问。 5. 进程间通信（ I P C）子系统为进程与进程之间的通信提供了一些机制。 这些子系统虽然实现的功能相对独立，但存在着较强的依赖性（调用依赖模块中相应的函数 ），所以说linux内核是单块结构（monolithic）的，而windows体系结构是微内核 (microkernel)的。
进程的创建
进程创建：fork , clone, vfork 父子进程共享资源的形式
a.不共享（fork时缺省） b.部分共享 c.完全共享（线程）
fork实例
#include <stdio.h>
int myvar=0;
void main()
{
int pid;
pid = fork();
//system call
counter：进程还剩余的时间片值
nice:进程优先级的调整值
（均在进程的PCB中标识）
后装入并执行程序/sbin/init（变成一个用户进程）。此后，init根据/etc/inittab
配置文件来执行相应的脚本进行系统初始化，如设置键盘、字体，装载模块，设
置网络等
对于Redhat来说，执行的顺序为：
/etc/rc.d/rc.sysinit
# 由init执行的第一个脚本
/etc/rc.d/rc $RUNLEVEL # $RUNLEVEL为缺省的运行模式
Linux启动流程
1. 从BIOS到KERNEL
MBR－>KERNEL－>KERNEL自解压－>内核初始化－>内核启动（start_kernel函
数，在linux内核源代码树的/usr/src/linux/init/main.c中）
2. 内核启动：创建1＃进程并执行，由它创建若干内核线程（kernel thread），然
if (pid < 0 ) { //error occurred
printf(“fork failed.”);
exit(-1);
//system call
}
else if (pid == 0 ) { //child process
printf(“child process executing…\n”);