【设计】Linux内核设计与实现读书笔记.docx

精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 Linux 内核设计与实现 读书笔记 (1) 1-7 其次章 Linux 内核 1 内核开发特点1）内核编译时不能拜访 C 库； 2）浮点数很难使用； 3）内核只有一个定长堆栈； 4）留意同步和并发； 第三章 进程治理 current 宏：查找当前运行进程的进程描述符； 进程状态（ 5种） TASK_RUNNING ： 1）正在运行； 2）在运行队列中等待执行；TASK_INTERRUPTIBLE ：进程正在睡眠，可以被信号唤醒；TASK_UNINTERRUPTIBLE ：进程正在睡眠，不会收到信号被唤醒；TASK_ZOMBIE ：僵死态，进程已经终止，父进程未使用 wait4() ；TASK_STOPPED 进程上下文 进程进入内核空间时， current 宏依旧有效，内核 “代表进程执行 ”； 进程创建 fork() ：拷贝当前进程创建一个子进程； exec() ：读取可执行文件并载入地址空间开头运行； 写时拷贝（ copy-on-wrtie ）：推迟数据拷贝，在需要写入数据时，数据才会被复制； vfork() ：不拷贝父进程的页表项，子进程作为父进程的一个线程在它的地址空间运行， 父进程被堵塞直至子进程退出，子进程不能向地址块空间写入数据； 线程 Linux 把全部的线程都当作进程来实现； 内核线程： 独立运行在内核中的标准进程； 内核线程没有独立的地址空间， 只能在内核空间中运行，创建内核线程用 kernel_thread() ； 进程终结 释放资源； 进入 TASK_ZOMBIE ； 等待 wait4() ； 第四章 进程调度 多任务系统 非抢占式多任务：主动让步 抢占式多任务（ preemptive ）：时间片 进程 IO 消耗型：经常堵塞处理器消耗型：执行代码 动态优先级调度方法 答应调度程序依据需要加减优先级；两组优先级范畴： nice 值： -20至+19，默认值为 0， nice 值越大，优先级越低； 精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 实时优先级： 0至99，任何实时进程优先级都高于一般进程； 时间片 默认时间片为 20ms； 进程时间片用完 —— 进程到期 —— 全部进程都到期 —— 重新运算时间片 可执行列队（ runqueue）：每个处理器一个的可执行进程链表，仍包含每个处理器的调度信息； cpu_rq(processor)：返回给定处理器的可执行队列指针；this_rq() ：返回当前处理器的可执行队列；task_rq(task)：返回给定任务所在的队列指针；this_rq_lock() ：锁住当前可执行列队； rq_unlock() ：释放给定列队上的锁； ★为了防止死锁，要锁住多个运行列队的代码，需要按同样的次序获得这些锁； 优先级数组 每个运行列队有两个优先级数组：一个活跃的，一个过期的； 优先级数组包含一个优先级位图，共有 140个优先级用了 5个32位长整形储存；活动数组：可执行队列上的进程仍有时间片剩余； 过期数组：可执行队列上的进程耗尽了时间片； ★进程从活动数组移动至过期数组时重新运算时间片； ■重新运算时间片，以静态优先级为基础运算； ■为了判定 Linux 进程类型， Linux 记录了进程用于休眠和执行的时间； ■如进程交互性特别强，时间片用完后，会被再次放入活动数组； 休眠 休眠通过等待列队进程处理； 等待列队： wait_queue_head_t 静态创建等待列队： DECLARE_W AITQUEUE 动态创建等待列队： init_waitqueue_head() 加入等待列队： add_wait_queue() 移出等待列队： remove_wait_queue() 负载平稳 保证可执行列队之间的负载处于均衡状态（用于 SMP）； 两种调用方法： 1）当前可执行列队为空； 2）系统定时器 200ms 一次； 上下文切换 将虚拟内存从上一个进程映射到新的进程中； 将上个进程处理器的状态切换到新的进程，储存，复原栈信息和寄存器信息；10 schedule()被调用的时间 某个进程耗尽时间片时； 优先级高的进程进入可执行态时； 返回用户空间时； 中断返回时； 内核抢占 只要没有持有锁，内核就可以进行抢占； preempt_count 计数器记录内核锁的数量；内核抢占时机： 从中断返回内核空间时； 当内核代码再一次具有可抢占性的时候； 精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 内核任务显示调用 shedule()； 4）内核任务堵塞； 实时性 内核实时调度策略： SCHED_FIFO ：简洁，先进先出调度； SCHED_RR