第二版linux操作系统原理与应用chp3PPT课件

Hale Waihona Puke Baidu
volatile long state;
/*进程状态*/
int pid, uid, gid;
/*一些标识符*/
struct task_struct *real_parent; /*真正创建当前进程
的进程*/
struct task_struct *parent;
/*相当于养父*/
struct list_head children;
printf("I am the child process, my process ID is %d\n",getpid()); else
printf("I am the parent process, my process ID is %d\n",getpid());
}
进程介绍－进程示例
编译并运行这个程序：
TASK_ZOMBIE 僵死
进程控制块－进程标识符
每个进程都有一个唯一的标识符，内核通过 这个标识符来识别不同的进程 。
❖进程标识符PID也是内核提供给用户程序的接口， 用户程序通过PID对进程发号施令 。
❖PID是32位的无符号整数，它被顺序编号
每个进程都属于某个用户组。
❖task_struct结构中定义有用户标识符UID（User Identifier）和组标识符GID（Group Identifier）
进程控制块－信息分类
状态信息－描述进程动态的变化。 链接信息－描述进程的父／子关系。 各种标识符－用简单数字对进程进行标识。 进程间通信信息－描述多个进程在同一任务上协作工作。 时间和定时器信息－描述进程在生存周期内使用CPU时间的
统计、计费等信息。 调度信息－描述进程优先级、调度策略等信息。 文件系统信息－对进程使用文件情况进行记录。 虚拟内存信息－描述每个进程拥有的地址空间。 处理器环境信息－描述进程的执行环境(处理器的寄存器及
再运行一遍，输出结果可能不同。 读者考虑一下为什么？
进程控制块
对进程进行全面描述的数据结构
Linux中把对进程的描述结构叫做task_struct: struct task_struct {
… …
｝;
传统上,这样的数据结构被叫做进程控制块 PCB（process control blaock）
PCB是进程存在和运行的唯一标志
/*子进程链表*/
struct list_head sibling;
/*兄弟进程链表*/
struct task_struct *group_leader;/*线程组的头进程*/
…
}；
进程控制块－如何存放
为了节省空间，Linux把内核栈和一个紧挨近PCB的 小数据结构thread_info放在一起，占用8KB的内存区，如 下图所示：
进程介绍 进程控制块 进程的组织方式 进程调度 进程的创建 与进程相关的系统调用及其应用 与调度相关的系统调用及应用
进程介绍－程序和进程
进程介绍－进程层次结构
ini t
A
C
D
B E
进程介绍－进程状态
阻塞态
运行态
就绪态
进程介绍－进程示例
＃include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义,在PC机上与int型相同 */ #include <unistd.h> /* 提供系统调用的定义 */
堆栈等)
进程控制块－Linux进程状态及转换
fork()
收到信号SIGCONT wake_up()
资源到位 wake_up()
TASK_RUNNING 就绪
schedule()
时间片耗尽
TASK_UNINTERRUPTIBLE 深度睡眠
等待资源到位 sleep_on() schedule()
占有CPU 执行
❖这两种标识符用于系统的安全控制 ❖系统通过这两种标识符控制进程对系统中文件和
设备的访问。
进程控制块－进程之间的亲属关系
父进程
兄进程
进程P
指向父进程 指向兄进程
弟进程
指向子进程 指向弟进程
进程控制块－部分内容的描述
上面通过对进程状态、标识符及亲属关系的描述， 我们可以把这些域描述如下：
struct task_struct {
$gcc fork_test.c -o fork_test $./fork_test
PID before fork()：1991 I am the parent process, my process ID is 1991 I am the child process, my process ID is 1992
PCB和内核栈的存放
进程控制块－如何存放
C语言使用下列的联合结构表示这样一个混合结构:
union thread_union { struct thread_info thread_info; unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)]; /*大小一般是8KB，但也可以配置为4KB*/
main()
{
pid_t pid;
/*此时仅有一个进程*/
printf(“PID before fork():%d\n”,(int)getpid());
pid=fork();
/*此时已经有两个进程在同时运行*/
if(pid<0)
printf("error in fork!");
else if(pid==0)
进程控制块－如何存放
把PCB与内核栈放在一起具有以下好处：
(1) 内核可以方便而快速地找到PCB，用伪代码描述如下： p = (struct task_struct *) STACK_POINTER &0xffffe000 (2) 避免在创建进程时动态分配额外的内存
资源到位 wake_up_interruptible()
或收到信号 wake_up()
TASK_INTERRUPTIBLE 浅度睡眠
等待资源到位 interruptible_sleep_on()
schedule()
TASK_STOPPED 暂停
schedule() ptrace()
do_exit()
};
x86上，thread_info的定义如下：
union thread_info { struct task_struct *task; struct exec_domain *exec_domain;
thread_info表示 和硬件关系更密 切的数据。
……
};
linux调用alloc_task_struct()函数分配8KB的thread_union 内存区，调用free_task_struct()函数释放它。