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1、Linux進(jìn)程管理1主要內(nèi)容進(jìn)程內(nèi)存空間1進(jìn)程控制塊及進(jìn)程組織2進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用432一、進(jìn)程內(nèi)存空間進(jìn)程管理與內(nèi)存管理密不可分，進(jìn)程的建立過程就直接涉及內(nèi)存空間的問題思考以下名詞：虛擬地址空間內(nèi)核空間用戶空間進(jìn)程332位平臺上線性地址是4GB大小虛擬地址空間也可以說就是程序員看到的內(nèi)存空間。32位linux虛擬地址空間的大小就是4GB。41.虛擬地址空間虛擬地址空間：一個程序編譯、連接后形成的地址空間就是一個虛擬地址空間。每個進(jìn)程可以擁有4GB的虛擬地址空間（虛擬內(nèi)存）linux內(nèi)核將4GB空間的高1GB供內(nèi)核使用，
2、稱內(nèi)核空間低3GB供各個進(jìn)程使用，稱用戶空間（地址空間）理解：用戶空間各自獨(dú)立，每個進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入內(nèi)核，所以內(nèi)核空間是進(jìn)程共享的？參看課本第4章4.1回顧：IA32內(nèi)存尋址、虛擬地址、線性地址、物理地址（第2章）5內(nèi)核空間（1GB）進(jìn)程1的用戶空間3GB進(jìn)程2的用戶空間3GB?進(jìn)程n的用戶空間3GB虛擬地址空間、內(nèi)核空間和用戶空間圖解0xFFFFFFFF1G0xC0000000-------------------0xBFFFFFFF3G0x00000000內(nèi)核程序虛擬地址編址都從0xC0000000開始0xFFFFFF
3、FF內(nèi)存------------內(nèi)核0x00000000注意，在虛擬地址空間中內(nèi)核在高地址部分，而在實(shí)際內(nèi)存中，內(nèi)核被映射到低地址部分物理地址=虛擬地址x-0xC0000000虛擬地址空間用戶程序虛擬地址編址都從0x00000000開始，3G范圍內(nèi)62.內(nèi)核空間內(nèi)核代碼和數(shù)據(jù)稱為“內(nèi)核映象”。內(nèi)核被編譯連接形成內(nèi)核的虛擬地址，占用的是虛擬地址空間中從3G到4G的高1G的線性空間。內(nèi)核虛地址到物理地址的映射關(guān)系簡單物理地址=虛擬地址-0xC0000000（PAGE_OFFSET）實(shí)際上內(nèi)核也有自己的內(nèi)核頁目錄項(xiàng)和頁表，可理解為頁
4、從內(nèi)存0塊開始正好一一對應(yīng)，映射效果等價于上式7從不同進(jìn)程的角度看3G到4G的線性空間是有著同樣的內(nèi)核頁目錄項(xiàng)和頁表的，從而對應(yīng)同樣的物理內(nèi)存空間。不同的進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用可以訪問內(nèi)核空間；而不同進(jìn)程中訪問該空間的虛擬地址對應(yīng)的內(nèi)容一樣，所以可說3G到4G的內(nèi)核空間是所有進(jìn)程共享的。進(jìn)程之間的差異體現(xiàn)在0到3G用戶空間所對應(yīng)的頁目錄項(xiàng)和頁表。83.進(jìn)程的用戶空間進(jìn)程的用戶空間中存放的是用戶程序的代碼和數(shù)據(jù)。每個進(jìn)程最大擁有3G字節(jié)私有虛存空間利用分頁機(jī)制，根據(jù)每個進(jìn)程的頁表進(jìn)行用戶空間的內(nèi)存映射。9每個進(jìn)程經(jīng)編譯、鏈接后形成的二
5、進(jìn)制映像文件有一個代碼段和數(shù)據(jù)段進(jìn)程運(yùn)行時須有自己獨(dú)占的堆棧空洞部分：進(jìn)程運(yùn)行時調(diào)用malloc（）動態(tài)分配的空間——堆進(jìn)程的整個用戶空間并不全部裝入，而是通過請頁機(jī)制，部分映射裝入堆棧段空洞數(shù)據(jù)段代碼段進(jìn)程的用戶空間（3G）創(chuàng)建進(jìn)程兩個關(guān)鍵問題：空間、PCB10二、進(jìn)程控制塊及其組織1.結(jié)構(gòu)的定義進(jìn)程控制塊：對進(jìn)程進(jìn)行全面描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Linux中把對進(jìn)程的描述結(jié)構(gòu)叫做task_struct:task_struct{longstate;/*進(jìn)程狀態(tài)*/intpid,uid,gid；/*一些標(biāo)識符*/structtask_st
6、ruct*parent,*child,*o_sibling,*y_sibling/*一些親屬關(guān)系*/…｝11狀態(tài)信息－描述進(jìn)程動態(tài)的變化。鏈接信息－描述進(jìn)程的父／子關(guān)系。各種標(biāo)識符－用簡單數(shù)字對進(jìn)程進(jìn)行標(biāo)識。進(jìn)程間通信信息－描述多個進(jìn)程在同一任務(wù)上協(xié)作工作。時間和定時器信息－描述進(jìn)程在生存周期內(nèi)使用CPU時間的統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)等信息。調(diào)度信息－描述進(jìn)程優(yōu)先級、調(diào)度策略等信息。文件系統(tǒng)信息－對進(jìn)程使用文件情況進(jìn)行記錄。虛擬內(nèi)存信息－描述每個進(jìn)程擁有的地址空間。處理器環(huán)境信息－描述進(jìn)程的執(zhí)行環(huán)境(處理器的寄存器及堆棧等)可下載一個內(nèi)核版
7、本，對照看看。結(jié)構(gòu)體定義所在的頭文件：linux/include/sched.h不同的內(nèi)核版本，對此結(jié)構(gòu)體的定義會不同122.控制塊的存放建立新進(jìn)程時linux為新進(jìn)程分配一個task_struct結(jié)構(gòu)，然后將指針保存在task數(shù)組中。數(shù)組長度就是linux最多并發(fā)進(jìn)程數(shù)。task_struct實(shí)際保存位置是進(jìn)程的內(nèi)核棧的底端。通過棧寄存器ESP可訪問到當(dāng)前進(jìn)程的PCB信息為了節(jié)省內(nèi)核空間，棧底也可能只保存task_struct的一個屬性thread_info，其他struct信息通過指針thread_info::task保存
8、在棧外。13C語言聯(lián)合結(jié)構(gòu)表示這樣一個混合結(jié)構(gòu)：uniontask_union{structtask_structtask;unsignedlongstack[2408];};Linux調(diào)用alloc_task_struct()函數(shù)分配8KB的task_union內(nèi)存區(qū)，調(diào)用
