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Unix/Linux系统编程自学笔记-第三章:Unix/Linux进程管理

2021-10-25 01:34:00 阅读：172 来源： 互联网

标签：... int 编程 next queue Unix Linux 进程 PROC

0、概述

本章讨论了Unix/Linux中的进程管理；

介绍了进程的概念；

多任务处理原则和多任务处理的基本系统，并给出了实例与代码，稍后将会实现之；

进程同步的概念与基本运行原理；

MT系统中的进程管理；

Unix/Linux系统进程的来源；

进程管理的系统调用；

I/O重定向和管道相关的内容。

1、概念介绍

多任务处理

计算机技术概念中的多任务处理指的是同时执行若干独立任务。无论是在多处理机系统还是单处理机系统都可以实现多任务处理。对于单处理机系统，多任务处理的实现依靠着多路复用技术，通过上下文的快速切换实现逻辑上的多任务并行处理。这种并行性被称为并发。
进程的概念

进程是对映像的执行。一个进程是一个对资源的动态利用的过程，系统内核通过一个独特的数据结构来表示，它被称为进程控制块PCB或任务控制块TCB。在本章中直接称之为PROC结构体。以下是PROC的一般定义：

其中，next是指向下一个PROC结构体的指针；

ksp字段是保存的堆栈指针，存储了放弃使用CPU的进程的上下文；

pid标识一个进程的ID编号；

ppid为父进程的编号；

status是进程的当前状态；

priority是进程的调度优先级；

kstack是进程执行时的堆栈。

2、多任务处理系统

多任务处理系统，简称MT，具有如下格式：

type.h文件，定义了系统常数和简单的PROC结构体：

/*********** type.h file ************/
#define NPROC   9			//numbers of PROC
#define SSIZE 1024			//stack size = 4KB

// PROC status
#define FREE    0
#define READY   1
#define SLEEP   2
#define ZOMBIE  3
typedef struct proc{
    struct proc *next;		 //next proc pointer
    int *ksp;				//saved stack pointer
    int pid;				//pid = 0 to NPROC-1
    int ppid;				//parent pid
    int status;				//PROC status
    int priority;			//scheduled priority
    int  kstack [SSIZE];	 //process stack
}PROC;

ts.s文件，32汇编代码，用于实现上下文切换：

#-------------- ts.s file ----------------
       .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

queue.c文件，可实现队列和链表操作函数：

/******************************* queue.c file *******************************/
int enqueue(PROC **queue,PROC *p)
{
    PROC *q = *queue;
    if(q == 0 || p->priority> q->priority){
        *queue = p;
        p->next = q;
    }
    else{
        while(g->next && p->priority <= q->next->priority)
            q = q->next;
        p->next = q->next;
        q->next = p;
    }
}
PROC *dequeue (PROC **queue)
{
    PROC *p = *queue;
    if (p)
        *queue =(*queue)->next;
    return p;
}
int printList(char *name,PROC *p)
{
    printf("%s = ",name);
    while(p){
        printf("[8d %d]->",p->pid,p->priority);
        p = p->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

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：

/*********** t.c file of A Multitasking System ***********/
#include <stdio.h>
#include "type.h"

PROC proc[NPROC];	//NPROC PROCs
PROC *freeList;		//freeLists
PROC *readyQueue;
PROC *running;

#include "queue.c"

/***********************************************************
	kfork() creats a child process and returns a chile pid,
	When scheduled to run , child PROC resumes to body;
***********************************************************/

int kfrok()
{...}

int kexit()	//to exit
{...}

int do_kfork()
{...}

int do_switch()
{...}

int do_exit()
{...}

int body()	//prcdess body function
{...}

int init()
{...}

int main()
{...}

int scheduler()
{...}

3、进程同步与终止

睡眠模式

顾名思义，当进程需要某些当前没有的东西时就会进入睡眠模式，在PROC结构体添加event字段即可实现休眠功能：
```
typedef struct proc{
...
int event;
int exitevent;
struct proc *child;
struct proc *sibling;
struct proc *parent;
...
}PROC
```
唤醒操作

当等待的东西准备好后,就需要等待者醒来，进行下一步操作，调用kwakeup()就可以唤醒进程。
进程终止

在操作系统中，进程会终结或死亡，即进程终止。进程终止有两种方式：
- 正常终止：调用结束函数exit(value)进行终止，由进程自身操作。
- 异常终止：进程因为某个信号而异常终止，最终会调用kexit()：

标签：...,int,编程,next,queue,Unix,Linux,进程,PROC
来源： https://www.cnblogs.com/ikiru1314/p/15456573.html

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Unix/Linux系统编程自学笔记-第三章:Unix/Linux进程管理

0、概述

1、概念介绍

2、多任务处理系统

3、进程同步与终止