UNIX内核结构.ppt

第十三章 UNIX进程子系统 第九章 UNIX内核结构 第一部分 UNIX进程子系统 9.1 UNIX概述 9.2 UNIX进程控制子系统 9.3 UNIX进程调度 9.4 UNIX进程通信 9.2.2 UNIX中的进程描述 UNIX采用段页式存储管理，段称为区。有程序区、数据区、栈区等。每个区又可分页。 UNIX把PCB分为四部分： proc结构（进程基本控制块） User结构（进程扩充控制块） 系统区表：各区的页表位置 本进程区表pprt(Per Process Region Table)：指向系统区表 proc结构（进程基本控制块） 进程状态 进程用户标识 进程标识 进程存储大小 进程调度参数 软中断信号项 执行时间及资源使用 User结构起始址 进程区表指针 被挂起事件描述 user结构（进程扩充控制块） 指向proc的指针 系统调用参数 与用户标识有关项 与文件结构有关项 输入输出项 打开文件描述符 中断及软中断参数 错误信息 文件权限屏蔽项 交换数据项 9.2.4 进程映象 UNIX进程映象由三部分组成： 用户级上下文：包括用户正文段、用户数据段和用户栈 寄存器级上下文：程序寄存器（PC）、处理机状态寄存器（PSW）、栈指针、通用寄存器 系统级上下文： 静态部分（PCB和资源表格） 动态部分：核心栈（核心过程的栈结构，不同进程在调用相同核心过程时有不同核心栈） 9.3 UNIX进程调度 复习：多队列反馈调度算法 将就绪队列分为N级，每个就绪队列分配给不同的时间片，队列级别越高，时间片越长，级别越小，时间片越短； 系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二个队列，.....当运行进程用完一个时间片，放弃CPU时，进入下一级队列； 等待进程被唤醒时，进入原来的就绪队列； 当进程第一次就绪时，进入第一级队列 算法简要描述 1）给进程分配时间片 2）时间片结束时计算进程优先级 3) 用优先数做比较选出高优先级进程 4）调度高优先级进程开始运行 5）被抢夺了cpu的进程反馈到相应的优先级队列中 9.4 UNIX进程通信 UNIX进程通信有三种方式： 信号(signals)通信 管道(pipes)通信 IPC(Inter Process Communication)通信: 消息机制、共享内存机制、信号量(semaphore) 9.4.1 信号 概念： 信号是一个整数，范围从1-19，用于通知进程发生了某异常事件。 一个进程可以向另一个进程发送一个信号。 每个进程的PCB中都有一个信号域（19位），某进程向本进程发送一个信号时，信号域的对应位就会被置位。 19类信号好图13-10 进程从核态返回目态时要检测信号位，若某位被置位则中断正在执行的程序，转向与该信号对应的处理程序。完成后返回断点执行。 信号机制是对中断机制的模拟，故在早期又称软中断。 信号机制与中断机制的比较 相同点： 都采用异步通信方式 当检测到信号或中断时，暂停当前程序的执行，转去执行相应处理程序 处理完后回到断点 信号和中断都可进行屏蔽 不同点： 中断有优先级，信号没有 信号处理在目态，中断处理在管态 中断响应是及时的，信号响应通常都有较大的延迟。 信号的发送 发送进程把信号送到指定进程的信号域的某一位上。 进程可用kill向一个或一组进程发送一个信号。 int kill(pid,sig); 其中：pid为正数时，信号发送给进程pid pid 为0 时信号发送给与发送进程同组的所有进程。 sig为要发送的信号 预置对信号的处理方式 可用系统调用signal(sig,func)来预置对信号的处理方式。 func=1时，进程对sig信号不予理睬。 func=0时，进程在收到 sig信号后应终止自己 func 非0/1时，func是信号处理程序的指针 对信号的处理 进程从核态返回目态时，要检查是否已收到信号。而进程在核态时并不检查信号位。只有当它返回目态后才处理信号。 如果收到的信号是一个已决定忽略的信号（func==1），进程不做任何处理便立即返回。 若func==0，本进程要终止。对有些信号，进程在自我终止前，核心要将该进程的内存映像定入core文件，这可方便程序员调试程序。 func 非0/1时，执行用户设置的处理程序。 9.4.2 消息 消息是一个格式化的可变长的信息单元。 消息机制允许一个进程给其它任意进程发送一条消息。 消息机制的数据结构 1、 消息首部 消息分为首部及数据区。 消息首部中记录有消息的类型、大小、指向消息数据区的指针、消息队列的链指针。 2、 消息队列头表 其每一表项作为一个消息队列的头结点。 它包括如下内容： 指向消息队列的队首及队尾的指针 队列中消息的数目、 队列中消息数据的总字节数等。