处理机管理之Linux进程管理.ppt

Linux进程管理 内容 进程组成 进程环境 进程管理内容 进程控制块 进程状态 进程调度 进程控制 进程通信 进程组成 Linux是一个多任务多用户操作系统，采用进程模型。 进程都具有一定的功能和权限，运行在各自独立的虚拟地址空间，彼此独立，且通过通信机制实现同步互斥，通过调度程序实现合理调度。 进程组成 进程组成 正文段 存放进程要运行的程序，描述了进程要完成的功能 用户数据段 存放正文段在执行时所需要的数据和工作区 系统数据段 存放了进程的控制信息，其中最重要的数据结构是task_struct。 进程环境 Linux进程有两种状态：内核态和用户态 核心态又称系统态 Linux在执行内核程序时是处于核心态下 用户态是进程的普通执行状态 一个进程在运行过程中，总是在两种执行状态之间不断地转换。 进程环境 进程虚拟地址空间分为：用户空间和系统空间。 用户空间 用户进程本身的程序和数据（可执行映象） 进程运行用户程序时使用的堆栈，即进程堆栈。 系统对进程进行控制和管理的信息，如进程控制块等 系统空间 内核被映射到所有进程的系统空间中。 只允许进程在核心态下访问。进程运行在用户态下时，不允许直接访问系统空间。 进程只能通过系统调用转换为核心态后，才能访问系统空间 进程环境 进程上下文 系统提供给进程处于动态变化的运行环境总和称为进程上下文 系统上下文 系统完成自身任务时的运行环境称为系统上下文 内核在系统上下文中执行时不会阻塞。 进程管理内容 进程管理由进程控制块、进程调度、中断处理、任务队列、定时器，bottom half队列、系统调用、进程通信等部分组成。 进程管理是Linux存储管理，文件管理，设备管理的基础。 进程控制块 进程控制块是Linux系统最复杂的数据 结构之一。 Linux在内存空间中开辟了一个专门区域存 放所有进程的进程控制块。 系统初始化后，建立第一个task_struct数 据结构INIT_TASK。 新进程创建时，系统从内存分配新 task_struct，占据1680个字节。 进程控制块 进程状态和标志 进程控制块 进程的族亲关系 进程控制块 进程间链接信息 进程控制块 进程的时间信息 进程控制块 进程的文件信息 进程控制块 其它信息 进程状态 定义了六种状态进程状态 #define TASK_RUNNING 0 #define TASK_INTERRUPTIBLE 1 #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 #define TASK_ZOMBIE 4 #define TASK_STOPPED 8 #define TASK_SWAPPING 16 进程调度 调度方法 调度策略 调度参数 调度方法 调度时机 进程调度 调度方法 Linux进程调度方式 采用抢占调度方式 （内核不抢占） 进程分为普通进程和实时进程，分别采用不同的调度策略，实时进程的优先级高于普通进程。 进程调度 调度策略 进程调度 调度参数 policy 进程调度策略，可通过系统调用 sys_sched_setscheduler()更改 （kernel/sched.c）。 SCHED_OTHER 非实时进程，基于优先级的轮转法 SCHED_FIFO 实时进程，用先进先出算法 SCHED_RR 实时进程，用基于优先权的轮转法 进程调度 priority 进程优先级（静态），给出进程每次获取cpu后可使用的时间（按jitty计算）。通过系统调用sys_setpriority()改变。 Linux 的基准时间（kernel/timer.c）。系统初始化时清零，以后每隔10ms由时钟中断服务程序，do_timer增1。 进程调度 rt_priority 实时进程的优先级，可通过系统调用sys_sched_setscheduler()改变. Counter 进程动态优先级表示进程当前还可运行多久 进程开始运行时被赋为priority值，以后，每隔一个tick（时钟中断）递减1，减到0时引起新一轮调度。 重新调度将从run-queue队列中选出counter值最大的就绪进程获得cpu。 进程调度 调度方法 采用动态优先级法，调度对象是可运行队列。 进程在运行中，counter代表动态优先级。 Linux采取了加权的方法来保证实时进程优先于普通进程。普通进程的权值就是它的counter的值，实时进程的权值是它的rt_priority的值加1000。 调度过程中，调度程序检查可运行队列中所有进程的权值，选择其中权值最大的进程做为下一个运行进程