Linux进程管理与调度课件.pptxVIP

Linux进程管理与调度关于进程与线程Linux进程实现Linux进程调度策略Linux进程调度实现1 Linux进程与线程Linux进程 Linux线程进程作为资源分配的基本单位而存在，线程作为调度的基本单位而存在我们都知道linux是不断发展的.在早期版本中, linux的基本调度单元是Task,只到现在, 依然是它. 在早期版本中, 一个Task对应着一个进程, 完全没有线程这个概念. 随着时间的发展, 线程的概念出现的, 但是linux并没有马上接受这一概念, 要知道, 线程是现代操作系统的特征, 向一个现有的操作系统内核引入线程是一件伤筋动骨的事情, 更何况在线程概念的早期, 受历史原因(UNIX)和硬件的限制(多核尚不是主流), 线程的地位尚不确定. 所以, linux并没有在内核中引入线程的概念. 但是, linux提供了一个新的系统调用clone, 通过该系统调用, 内核中的多个进程可以共享一些信息, 比如进程空间等. 注意, 此时linux内核的基础调度单元依然是Task, 而且在内核看来, 一个进程依然对应着一个Task. 2 Linux进程实现Linux进程描述符也称 进程控制块PCB：shruct task_struct{unsigned long state; //进程的状态，在已经有9个状态unsigned long policy; //描述进程调度策略.判断是实时进程还是非实时进程struct task_struct *parent; //组织进程的层次关系，指向父进程 struct list_head tasks; //通过list_head组织成双向链表 pid_t pid; //每个进程唯一的标号 ......}; …}Linux进程描述符在内核栈底创建新的结构struct thread_infoStruct thread_info{ struct task_struct *task; struct exec_domain *exec_domain; unsigned long flags; unsigned long status; _u32 cpu; … … };在linux内核中，进程被分为两部分，一部分是thread_info,保存在内核栈中，为了保持很小，因此只保存了必须的几个域，它有一个变量task，指向task_struct,这个结构保存了进程相关的所有信息。而对应的task_struct也保存了一个变量stack指向的就是一个thread_union的联合体Linux进程实现——相关的系统调用 fork(): 创建普通进程,copy on write（要复制父进程的页表）创建后子进程和父进程指向同一内存区域，仅当子进程有write发生时候，才会把改动的区域copy到子进程新的地址空间 vfork()： 共享创建，完全无拷贝。（子进程作为父进程的一个单独线程在其地址空间运行，父进程阻塞） clone(): 介于fork()和vfork()之间，可以指定共享什么，拷贝什么。说明：vfork()与clone()可用于创建新的内核线程。Linux进程实现——相关的函数 do_fork()：//kernel/fork.c 被clone(),fork(),vfork()调用，执行步骤如下： 检查父进程标志是否为空。 调用alloc_task_struct()为新进程分配一段内存空间，并将父进程描述符的内容拷贝到子进程。 检查进程是否得到所需资源及系统当前允许的最大进程数。 如进程需要引用内核模块，则增加模块引用计数。 更新从父进程拷贝来的信息。 系统调用get_pid()，将获得的pid赋给新建的子进程。 更新不能由父进程继承的域。 为新进程的执行设置跟踪进程的相关内核数据结构，新进程入链表。置新进程状态为task_running, 。 向父进程返回pid。说明： 创建进程的系统调用返回时（ret_from_sys_call），将根据存放系统调用返回值寄存器EAX的内容(pid)是0还是一个小正整数来决定是运行父进程还是子进程。在linux中第一个进程是内核进程，pid为0，它是所有的进程的父进程。这个进程也叫swapper，或者说是idle.Linux进程状态TASK_RUNNING：进程在运行 ( 是系统的当前进程 ) 或者准备运行（等待被安排到系统的一个CPU上）。TASK_INTE