Linux进程模型

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• 1. 对于FIFO的进程，意味着只有当前进程执行完毕才会轮到其他进 程执行。由此可见相当霸道。 • 2. 对于RR的进程。一旦时间片消耗完毕，则会将该进程置于队列的 末尾，然后运行其他相同优先级的进程，如果没有其他相同优先级的 进程，则该进程会继续执行。
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总而言之，对于实时进程，高优先级的进程就是大爷。它执行到 没法执行了，才轮到低优先级的进程执行。等级制度相当森严。
Linux进程模型
第 2组 寇兆美 马文帅 杨林
1.Linux进程模型概述
1.1 Linux下的进程结构 Linux系统是一个多进程的系统，它的进程之间具有并行性、互不干 扰等特点。 Linux中的进程中包含3个段，分别为“数据段”、“代码段”和“ 堆栈段”。 “数据段”存放的是全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间 ，根据存放的数据，数据段又可以分成普通数据段（包括可读可写/ 只读数据段，存放静态初始化的全局变量或常量）、BSS数据段（存 放未初始化的全局变量）以及堆（存放动态分配的数据）。 “代码段”存放的是程序代码的数据。
中断嵌套深度减1 恢复所保存的寄存器值，执行iret指令，回到被中断的进程继续执行
快中断处理过程
慢中断处理过程
保存所有寄存器的值
上向中断控制器确认（ASK）中断接收（同时屏蔽同类中断的接收）
中断嵌套深度增1 开放进一步的中断 调用相应中断处理例程(调用时讲被中断进程的诸寄存器值传给该例程，供其确定被 中断的是用户进程还是核心，但并不是所有中断处理例程都需要做这种判断)
• 7.Linux进程调度算法
Linux中的进程如果从调度策略划分，可以分为两类，普通进程 和实时进程。实时进程又可分为两类，FIFO，RR。实时进程的优先级 远远大于普通进程。
7.1普通进程调度策略
每一个普通进程都有一个静态优先级。这个值会被调度器用来与 作为参考来调度进程。在内核中调度的优先级的区间为[100，139]， 数字越低，优先级越高。一个新的进程总是从它的父进程继承此值。 从进程管理篇（一）中了解到每个进程都有分配时间片。那么时间片 是如何分配的呢？时间片的计算公式如下（摘自《Understanding The Linux Kernel Version3》）：
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Mars-nwe：Netware文件和打印服务器。 Mcserv：Midnight命令文件服务器。 named：DNS服务器。 netfs：安装NFS、Samba和NetWare网络文件系统。 network：激活已配置网络接口的脚本程序。 nfs：打开NFS服务。 nscd：nscd(Name Switch Cache daemon)服务器，用于NIS的一个支持服务， 它高速缓存用户口令和组成成员关系。 portmap：RPC portmap管理器，与inetd类似，它管理基于RPC服务的连接。 postgresql：一种SQL数据库服务器。 routed：路由守候进程，使用动态RIP路由选择协议。 rstatd：一个为LAN上的其它机器收集和提供系统信息的守候程序。 ruserd：远程用户定位服务，这是一个基于RPC的服务，它提供关于当前记录 到LAN上一个机器日志中的用户信息。 rwalld：激活rpc.rwall服务进程，这是一项基于RPC的服务，允许用户给每 个注册到LAN机器上的其他终端写消息。
中断处理状态：当硬件发出一个中断处理信号时(可能是用户键入一 个字符，或时钟每隔10ms发出一次中断等)，中断处理例程被激活
系统调用期间：系统调用通过软件中断启动。一个系统调用可能将相 应程序进程挂起等待一个事件。 等待态：进程正等待一个外部事件。只有在这个事件发生后，进程才 能继续工作。
7.2 实时进程调度
每一个实时进程都会与一个实时优先级相关联。实时优先级在1到 99之间。不同与普通进程，系统调度时，实时优先级高的进程总是先 于优先级低的进程执行。知道实时优先级高的实时进程无法执行。实 时进程总是被认为处于活动状态。
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如果有数个 优先级相同的实时进程，那么系统就会按照进程出现 在队列上的顺序选择进程。假设当前CPU运行的实时进程A的优先级为 a，而此时有个优先级为b的实时进程B进入可运行状态，那么只要b<a ，系统将中断A的执行，而优先执行B，直到B无法执行（无论A，B为 何种实时进程）。不同调度策略的实时进程只有在相同优先级时才有 可比性：
从系统调用返回：每个系统调用后自动进入该状态，每个慢中断处理 完毕后也自动进入该状态。在该状态下，要查看是否需要调用程序是 否有信号要处理。调用程序可能将该进程切换为就绪态，同时激活另 一进程。 就绪态：处于此状态的进程正在竞争处理机，但处理机正在被另一个 进程占用。
5.LINUX常见系统进程
• 3.慢中断处理完毕后，通常不立即返回被中断的进程，而是调用程序 ，调用程序的调度结果不一定是被中断的进程，因此这种情况称为抢 先式调度或抢先式中断。而快中断处理完毕后，通常恢复现场返回被 中断的进程继续执行，称为非抢占式调度或非抢占式中断。慢中断是 最常见的中断。而快中断则通常用于短时间的、不太复杂的中断处理 任务。
• amd：自动安装NFS（网络文件系统）守侯进程。 • apmd:高级电源管理。 • Arpwatch：记录日志并构建一个在LAN接口上看到的以太网地址和IP 地址对数 据库。 Autofs：自动安装管理进程automount，与NFS相关 ，依赖于NIS。 • Bootparamd：引导参数服务器，为LAN上的无盘工作站提供引导所需 的相关信 息，用于无盘客户端，通常都不需要。 • crond：Linux下的计划任务。 • Dhcpd：启动一个DHCP（动态IP地址分配）服务器。 • Gated：网关路由守候进程，使用动态的OSPF路由选择协议。 • Httpd：WEB服务器。 • Inetd：支持多种网络服务的核心守候程序。 • Innd：Usenet新闻服务器。 • Linuxconf：允许使用本地WEB服务器作为用户接口来配置机器。 • Lpd：打印服务器。
“堆栈段”存放的是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局 部变量。 如下图所示。
1.2 Linux下进程的模式和类型
在Linux系统中,进程的执行模式分为用户模式和内核模式。如果当 前运行的是用户程序、应用程序或内核程序之外的系统程序，那么对 应程序就在用户模式下进行；如果在用户程序的执行过程中出现系统 调用或者发生中断事件，那么就要运行操作系统（内核）程序，进程 模式就变成内核模式。在内核模式下运行的程序可以执行机器的特权 指令，而且此时运行的程序不受用户的干扰，即使是root用户也不能 干扰内核模式下进程的运行。 用户进程可以在用户模式下运行，也可以在内核模式下运行，如 下图所示。
• rwhod：激活rwhod服务进程，它支持LAN的rwho和ruptime服务。 • sendmail：邮件服务器sendmail，如果不需要接收或转发电子邮件应 关闭，此时仍可发送电子邮件。
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sound：保存声卡设置。 smb：Samba文件共享/打印服务。 snmpd：本地简单网络管理候进程。 squid：激活代理服务器squid。 syslog：一个让系统引导时起动syslog和klogd系统日志守候进程的 脚本。 xfs：X Window字型服务器，为本地和远程X服务器提供字型集。 xntpd：网络时间服务器。 ypbind：为NIS（网络信息系统）客户机激活ypbind服务进程，如果 系统运行NIS服务器，则必需此服务。 yppasswdd：NIS口令服务器，如果系统运行NIS服务器，则必需此服 务。 ypserv：NIS主服务器。 gpm：鼠标的管理。 identd：AUTH服务，在提供用户信息方面与finger类似。
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Linux启动过程
3.Linux进程表和任务结构
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在Linux中进程又称为任务。进程表是由NR_TASKS个task结构组成 的静态数组：
struct task_struct *task[NR_TASKS];
每个进程在进程表中占有一项（一个task_struct结构）。在该 表中，所有进程通过一个双向环形链相连，链头由外部变量 init_task指定：
2.Linux初始化过程和进程层次
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进程表中的task(0)和task(1)在Linux中是特别的进程。 task(0)即init_task,是系统启动时第一个产生的进程，扮演 一个特殊的角色。task(1)即PID为1的进程，是Linux系统中 第一个“真正的”进程。因为它通常执行init程序,所以也 成为init进程。这两个进程在核心中需要一直存在，因此 它们的进程号(0和1)只负责“无主的”系统时间的使用， 即空转进程。因此在调度等过程中需扫描进程表链，它通 常被跳过。 Linux初始化过程图：
struct task_struct init_task；
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init_task对应于系统的第一个任务INIT_TASK，它在进程表链被 扫描时通常被跳过。当前进程由变量current指定：
struct task_struct current；
4.Linux进程状态
运行态：该任务是“活的”，而且正在非特权的用户方式下运行。
上述例程成功后，通知中断控制器又可以接收本类中断
中断嵌套ห้องสมุดไป่ตู้度减1
跳转到汇编子程序ret_rom_ys_all()执行该程序从不返回
慢中断与快中断的区别：
• 1.慢中断处理最初保存现场时，需要保存所有寄存器的值。而快中断 处理最初保存现场时，只需要保存那些被常规C函数修改的寄存器的 值（但如果在中断处理过程用到汇编代码，则其余寄存器也必须保存 和恢复）。 • 2.在慢中断处理时，通常不屏蔽其他中断。而快中断处理时，通常要 屏蔽其他所有中断（除特别说明）。