Linux内核结构与进程管理.ppt

Linux 内核结构与进程管理 Linux系统结构 Linux内核组成 Linux启动流程 Linux中用户登陆流程 linux进程的四要素 程序 PCB 地址空间 系统堆栈空间 PCB：进程创建时内核为其分配的一个核心数据结构，进程自身不能直接存取。 系统堆栈空间：进程运行在核心态时使用的堆栈，和PCB连在一起，共8KB，其中PCB约占1000字节，系统堆栈空间约占7200字节。 2.2 内核中linux进程个数有最大值限制（4092）。但2.4以后，系统中的进程个数受限于系统的物理内存数，即限定所有进程的PCB及系统堆栈（8K）占用的空间≤1/2的物理内存总和。例64M内存：进程数≤64M/2/8K=4K PCB中的重要信息 身份信息：pid,uid,gid,euid,egid等； 状态信息：running, interruptible, non-interruptible, stopped, zombie 调度信息：policy, priority, rt_priorty, need_resched policy即进程的类别，分SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_OTHER三种，前两种为实时进程，后一种为非实时进程 IPC信息：如定义对某些信号的处理等 家族信息：父进程、兄弟进程、子进程信息 时钟和定时信息 文件系统 存储管理 进程的创建 进程创建：fork , clone, vfork 父子进程共享资源的形式 a.不共享（fork时缺省） b.部分共享 c.完全共享（线程） fork实例 进程调度 调度时机 a. 用户进程自愿放弃CPU，如执行sleep()系统调用； b.系统调用中，需要等待时，直接调用schedule()进行调度； c.系统调用、中断或异常处理完成后，返回到用户空间前，若当前进程的PCB中的need_resched = 1，则发生调度； 调度策略：基于进程的权值（weight，即动态优先级） 实时进程： weight = 1000+rt_priority （1000） 分时进程： weight = counter + 20 – nice （1000） 其中：rt_priority：是实时进程的优先级 counter：进程还剩余的时间片值 nice:进程优先级的调整值 （均在进程的PCB中标识） * * Linux kernel: 开放源代码的linux操作系统内核，目前版本为2.6 1. 进程调度程序（ S C H E D）负责控制进程访问C P U。保证进程能够公平地访问C P U，同时保证内核可以准时执行一些必需的硬件操作。 2. 内核管理程序（ M M）使多个进程可以安全地共享机器的主存系统，并支持虚拟内存。 3. 虚拟文件系统（ V F S）。通过提供一个所有设备的公共文件接口， V F S抽象了不同硬件设备的细节。此外， V F S支持与其他操作系统兼容的不同的文件系统格式。 4. 网络接口（ N E T）提供对许多建网标准和网络硬件的访问。 5. 进程间通信（ I P C）子系统为进程与进程之间的通信提供了一些机制。 这些子系统虽然实现的功能相对独立，但存在着较强的依赖性（调用依赖模块中相应的函数），所以说linux内核是单块结构（monolithic）的，而windows体系结构是微内核(microkernel)的。 从BIOS到KERNEL MBR－KERNEL－KERNEL自解压－内核初始化－内核启动（start_kernel函数，在linux内核源代码树的/usr/src/linux/init/main.c中） 2. 内核启动：创建1＃进程并执行，由它创建若干内核线程（kernel thread），然后装入并执行程序/sbin/init（变成一个用户进程）。此后，init根据/etc/inittab配置文件来执行相应的脚本进行系统初始化，如设置键盘、字体，装载模块，设置网络等 对于Redhat来说，执行的顺序为： /etc/rc.d/rc.sysinit??????????? ?#?由init执行的第一个脚本 /etc/rc.d/rc?$RUNLEVEL??????????#?$RUNLEVEL为缺省的运行模式 /etc/rc.d/rc.local #运行模式2、3、5时会运行的脚本 /sbin/mingetty（或getty）????????#?等待用户登录 /etc/inittab中指定了系统的运行级别（RUNLEVEL），init根据运行级别启动相关的服务（一些后台进程