浅析Linux中的进程和中断
一进程和进程调度
1.进程
1.1 什么是进程
正在执行的程序代码的实时结果，即处于执行期的程序及相关资源。
系统进行资源分配和调度的基本单元
Linux系统中的进程：
交互式进程shell命令进程、文本编辑器
批处理进程编译
实时进程视频应用程序
1.2 Linux下的进程结构
内核将所有进程存放在进程链表，链表的每一项的类型为task_struct
这个类型就称为进程描述符，一个进程描述符包含了具体进程的所有信息，包括进程的状态、进程标识值、进程间的关系、打开的文件信息等
1.进程标识
内核通过唯一的进程标识值PID来标识每一个来标志每一个进程
PID存放在进程描述符中
getpid() 获得当前进程的进程号
getppid() 获得当前进程的父进程号
2.进程的状态
TASK_RUNNING 运行状态（运行就绪、正在运行）
TASK_INTERRUPTIBLE 可中断的阻塞状态
TASK_UNINTERRUPTIBLE 不可中断的阻塞状态
TASK_TRACED 跟踪状态
TASK_STOPPED 暂停状态
设置当前进程的状态：
set_current_state(current,state);
进程家族树：
Linux系统的进程之间存在继承关系，所有的进程都是PID为1的init进程的后代，内核在系统启动的最后阶段启动init进程。
1.3Linux 下进程的创建和终止
1.创建
fork() 拷贝当前进程创建一个子进程
exec() 读取可执行文件并将其载入地址空间开始运行
其中，fork()使用写时复制技术，避免拷贝大量用不到的数据，使系统具有快速执行能力
2.终止
do_exit() 释放与进程相关的资源，进程僵死不可运行，处于退出状态
但仍保留了进程描述符，此时进程的存在只为父进程能获
得它的信息
wait() 终止进程，占用的所有资源被释放
1.4Linux下的进程调度
1.进程的优先级
Linux采用两种不同的优先级范围
1)nice值-20~+19 默认值为0 值越大优先级越低
2)实时优先级可配置0~99 值越大优先级越高
内核将进程分为两个级别: 普通进程和实时进程，任何实时进程的优先级都高于普通进程，实时优先级和nice 优先级处于互不相交的两个范畴
2.时间片
进程被抢占前持续运行的时间
时间片过长系统对交互响应表现欠佳
时间片过短明显增大进程切换带来的处理器耗时
Linux的CFS调度器并没有直接分配时间片到进程，而是划分了处理器的使用比，它还会受到nice值得影响
3.Linux下的进程调度
Linux的调度器类主要实现两类进程调度算法：实时调度算法和完全公平调度算法(CFS)
1）对实时进程的调度
按优先级执行，一般不会被抢占。直到实时进程执行完，才会执行普通进程。
如果有多个可执行状态的同优先级的实时进程，有两种调度策略：
a)SCHED_FIFO 先进先出
b)SHED_RR 轮转调度内核为实时进程分配时间片
2）完全公平调度算法Completely Fair Scheduler
CFS 完全公平调度针对普通进程的调度类
CFS基于一个简单的理念：所有任务都应该公平的分配处理器。理想情况下，n个进程的调度系统中，每个进程获得1/n处理器时间CFS使用vruntime变量记录一个进程运行多长时间以及还应该再运行多久，它是一个通过优先级和系统负载等加权过的时间，nice值在CFS中被作为进程获得的处理器运行比的权重，越低的nice值（越高的优先级）进程获得更多的处理器使用权重
CFS在所有可运行进程总数基础上计算出一个进程应该运行多久
可运行进程数量趋于无限时，处理器使用比趋于0，为此CFS引入了每个进程时间片底线，称为最小粒度，默认为1ms
CFS就是通过追踪这个vruntime来进行任务调度，CFS选择具有最小vruntime值的进程作为下一个可执行进程，用红黑树来组织调度实体，而键值就是vruntime。在每个tick中断的时候，会更新进程的信息，并检查这个红黑树，判断某些进程是不是要被替换掉。那么CFS只要选择最左叶子节点作为下一个可执行进程即可。实际上CFS缓存了最左叶子，可以直接选取left_most 叶子_pick_next_entity()
。
二：中断和中断处理
2.1什么是中断
硬件在需要的时候向内核发出信号
由于处理器的速度远大于外围硬件设备的速度，内核可以线处理其它事物，等到硬件真正完成请求再对该请求进行处理
2.2 中断处理的上半部和下半部
为了让中断处理既运行的快，又完成多工作量，中断处理程序从概念上分为上半部分(top half)和下半部分(bottom half)，内核把上半部和下半部分开处理。
1.上半部——登记中断
中断处理程序收到一个中断，它就立即开始执行，但只做有严格时间限制的工作，如对中断的应答和拷贝数据等，
应该尽量减少上半部的工作量，此时完全屏蔽中断，要求快速，否则其它中断得不到处理
2.下半部——可以推迟处理的部分
执行与中断处理密切相关但上半部分本身不执行的工作，允许被稍后完成2.3 注册中断处理程序
每一设备都有相关的驱动程序，如果设备使用中断，相应的驱动程序就需要注册一个中断处理程序
驱动程序通过request_irq()函数注册一个中断处理程序，并且激活给定的中断线
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t
handler,unsigned long flags,
const char *name,void *dev)
irq 要分配的中断号
handler 指针，指向处理这个中断的实际中断处理程序
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t) (int,void *)
flags 中断处理的标志
RQF_DISABLED 内核在处理中断处理程序期间，禁止所有其它中断
IRQF_SAMPLE_RANDOM 中断对内核熵池有贡献内核熵池--负责提供从各种随机事件导出的真正随机数
IRQF_TIMER 系统定时器的中断处理
IRQF_SHARED 在多个中断处理程序之间共享中断线
name 与中断相关的设备的ASCII文本表示
dev 对于共享的中断线，提供唯一的标志信息区分共享同一中断处理程序的多个设备, 支持共享.
函数返回0表示成功执行，返回非0表示有错误
2.4中断处理程序
1.编写中断处理程序
return_t intr_handler(int irq, void *dev)
返回类型irqreturn_t
IRQ_NONE 不是指定的设备产生的中断
IRQ_HANDLED 被正确调用
对于共享的中断处理程序:
flags 必须设置为IRQF_SHARED
对每个注册的中断处理程序，dev参数唯一(可以使用指向设备结构的指针)
2.释放中断处理程序void free_irq(unsigned int irq,void *dev)
2.5/proc/interrupts
该文件存放系统中与中断相关的统计信息
第一列是中断号，第二三列是接受中断数量的值，第四列是处理这个中断的中断控制器，最后一列是与这个中断相关的设备名字
2.6中断的控制
2.7下半部的三种实现机制
在2.6的内核中，有三种下半部的实现机制：软中断tasklet 和工作队列
其中，tasklet基于软中断实现，工作队列靠内核线程实现
linux进程控制 实验报告
长安大学 操作系统实验报告 实验课程：操作系统 实验名称：linux进程控制 学院：信息学院 专业：软件工程 学号：2406090106 姓名：刘建 日期：2012-5-09
一、实验目的 熟悉进程的创建过程，了解系统调用函数fork() 和execl()。 二、实验内容 1、阅读实例代码fork1，并编辑、编译、运行，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释，查阅有关资料，掌握系统调用fork( )的用法，返回值的意义。 2、阅读实例代码fork2，并编辑、编译、运行，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释，查阅有关资料，掌握在程序中运行一个操作系统命令和运行一个程序的方法。 3、修改fork2，使之能把运行的命令和程序作为参数传给fork2。 三、设计思想 1、程序框架
pid = -1 pid = 0pid> 0 2、用到的文件系统调用函数 fork() 和execl() 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）fork1 命名程序1： 编写程序1：
编译程序1： 运行程序1： (2)fork2
编写程序2： 运行程序2：
(3)修改fork2 编写修改程序2： 修改后的运行结果： 2、测试结果分析 （1）对于程序1：因为系统调用fork()函数是一次调用两次返回值，而且先生成子进程还是父进程是不确定的，所以第一次执行生成子进程的时候返回的pid = 0，判断pid!=-1，所以输出了I’m the child. I’m the parent. 第二次，执行父进程的时候，返回的是子进程的进程号pid> 0，即pid的值仍然不为-1，所以又输出了一次I’m the child. I’m the parent。 （2）对于程序2：第一次调用fork()函数时，由于执行的是子进程还是父进程是随机的，所以第一次对父进程返回的是子进程的进程号（大于0），即pid> 0，所以输出I’m the parent. Program end.当第二次执行子进程时返回值是0，即pid = 0，所以输出I’m the child. 并调用了execl()函数，查看了指定路径中的文件。
linux系统进程调度
Linux系统进程调度 姓名: 班级: 学号： 摘要 Linux 自出现以来以惊人的速度在服务器和桌面系统中获得了成功。本文介绍了现代操作系统常见进程调度算法以及linux2.6.32中进程调度的策略并根据具体例子对Linux进程调度过程进行了具体分析。 一、最常用的操作系统调度算法有以下几种; 1.先来先服务调度算法 调度程序按照进程在就绪队列中的提交顺序或变为就绪状态的先后进行调度,是一种最普遍和最简单的方法,所需的系统开销最小。该算法对所有的进程一视同仁,不能反映对实时进程或特殊要求的进程的特殊处理,在实际操作系统中,很少单独使用该算法,而是和其它一些算法配合起来使用。 2.高优先权优先调度算法 1 优先权类型。 1)静态优先权，他是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。 2)动态优先权，他是在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。 2优先权调度算法的类型。 1)非抢占式优先权算法。在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成；或因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。 2)抢占式优先权调度算法。这种方式下，系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要又出现了另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行，重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。 3.时间片的轮转调度算法 时间片轮转法一般用于进程调度，每次调度，把CPU分配队首进程，并令其执行一
ARM-Linux下的GPIO中断程序.
ARM-Linux下的GPIO中断程序 [日期：2011-03-22] 来源：Linux社区作者：cskywit 今日为了调试ARM板上的GPIO引脚中断效果，以便在后续项目使用ARM与ZLG7290按键LED中断芯片连接中随意选择空闲的GPIO引脚来作为ZLG7290的中断信号线，特意编写了一个小的Linux GPIO中断驱动程序下载到开发板上做实验。经验证，这种软件中断方式也还差强人意。下面贴出自己编写的不成熟的代码，见笑（<-_->）。 实验的硬件电路为ARM GPIO的PB17连接一个共阴LED，PB18与PB19连接，PB18由中断驱动设置为低电平触发，PB19由GPIO驱动程序控制，上层应用程序通过驱动控制PB19高低电平变化，从而引发PB18发生中断，中断程序中控制PB17的LED亮和灭。 Linux中断驱动部分： /* * PB18_IRQTest.c * This is a test program for sam9260, using PB19(J5_18 pin) input a signal to PB18(J5_16 pin), * PB18 receive this signal as IRQ and make the LED linking on PB17((J5_14 pin)) turn on or turn off * * @Author: Cun Tian Rui * @Date :March.18.2011 */ #include
linux实验项目 进程控制操作
重庆电力高等专科学校 实 验 报 告 书 实验名称：Linux文件命令学院：信息工程学院 指导老师：黄泽伟 班级：软件1311 学号：201303100243 姓名：周贵波
实验项目进程控制操作 一、实验目的 1.了解进程的概念。 2.熟悉Linux的前台与后台进程控制操作。 3.掌握利用进程监控工具来维护系统的正常运行。 二、实验环境 安装了Red Hat Linux9.0和windows虚拟机系统的计算机一台。 三、实验内容 1.Linux的前台与后台进程控制操作。 2.系统监视器（system monitor）的使用和系统维护。 四、实验步骤 1.进程的前台工作方式 1)yes ok ←┘ 终端窗口显示___ok___，此时键盘能否输入其它命令____不能___，为什么？ 2)按键：Ctrl+Z，暂停一个前台进程的运行，并转为挂起进程。 3)jobs ←┘记录下看到的结果_____yes ok_________________。 4)fg %1 ←┘作用：把挂起进程转为前台进程执行； 5)再按键：Ctrl+Z 作用与2）相同； 6)jobs ←┘记录下看到的结果________yes ok______________。 7)bg %1 ←┘作用：重新运行挂起进程，但以后台方式运行； 8)此时能否再按键：Ctrl+Z暂停一个后台进程的运行？____不能__,
键盘能否输入其它命令__不能_____，为什么？ 9)用鼠标点击，关闭终端窗口。 2.进程的后台工作方式 除上面把前台进程转到后台进程的过程外，一般在shell提示符下，输入的命令后加上&，即以后台方式运行命令。再次进入终端方式。 1)xclock & ←┘后台进程1，记录其时钟的时间___16:40____ xcalc & ←┘后台进程2 find / -name ?*.jpg‘–print > templist & ←┘后台进程3 2)jobs ←┘有几个后台进程：__2______，记录显示结果： xclock xcalc & ps ←┘记录下看到的结果： 4036 pts/0 00:00:00 bash 4061 pts/0 00:00:00 xcalc 4063 pts/0 00:00:00 ps 3)fg %1 ←┘将时钟进程转到前台运行。 4)按键：Ctrl+Z, 将时钟进程挂起，记录时钟的时间___16:50______。 jobs ←┘观察显示结果____xcalc &________________。 回顾上述操作，经过二～三分钟后，看图形时钟有走动吗？____否___。 5)bg %1 ←┘ 将挂起的时钟进程转到后运行，现在再观察时钟是否会有变化，为什么？ 有后台继续运行 jobs ←┘ kill %2 ←┘杀死计算器进程，看计算器是否消失__否______。 6)ps ←┘ 观察屏幕显示，记录时钟（xclock）进程的进程号pid=__________。 7)kill
Linux 进程管理实验
Linux 进程管理实验 一、实验内容： 1. 利用bochs观测linux0.11下的PCB进程控制结构。 2. 利用bochs观测linux0.11下的fork.c源代码文件，简单分析其中的重要函数。 3. 在fork.c适当位置添加代码，以验证fork函数的工作原理。 二、Linux进程管理机制分析 Linux有两类进程：一类是普通用户进程，一类是系统进程，它既可以在用户空间运行，又可以通过系统调用进入内核空间，并在内核空间运行；另一类叫做内核进程，这种进程只能在内核空间运行。在以i386为平台的Linux系统中，进程由进程控制块，系统堆栈，用户堆栈，程序代码及数据段组成。Linux系统中的每一个用户进程有两个堆栈：一个叫做用户堆栈，它是进程运行在用户空间时使用的堆栈；另一个叫做系统堆栈，它是用户进程运行在系统空间时使用的堆栈。 1.Linux进程的状态： Linux进程用进程控制块的state域记录了进程的当前状态，一个Linux 进程在它的生存期中，可以有下面6种状态。 1.就绪状态(TASK_RUNNING)：在此状态下，进程已挂入就绪队列，进入准备运行状态。 2.运行状态(TASK_RUNNING)：当进程正在运行时，它的state域中的值不改变。但是Linux会用一个专门指针(current)指向当前运行的
任务。 3.可中断等待状态(TASK_INTERRUPTIBLE)：进程由于未获得它所申请的资源而处在等待状态。不管是资源有效或者中断唤醒信号都能使等待的进程脱离等待而进入就绪状态。即”浅睡眠状态”。 4.不可中断等待状态(TASK_UNINTERRUPTIBLE)：这个等待状态与上面等待状态的区别在于只有当它申请的资源有效时才能被唤醒，而其它信号不能。即“深睡眠状态”。 5.停止状态（TASK_STOPPED)：当进程收到一个SIGSTOP信号后就由运行状态进入停止状态，当收到一个SINCONT信号时，又会恢复运行状态。挂起状态。 6.终止状态（TASK_ZOMBIE)：进程因某种原因终止运行，但进程控制块尚未注销。即“僵死状态”。 状态图如下所示： 2.Linux进程控制块：
2011180021-Linux操作系统-课程设计报告-基于Linux的进程调度模拟程序
河南中医学院 《linux操作系统》课程设计报告 题目：基于Linux的进程调度模拟程序 所在院系：信息技术学院 专业年级：2011级计算机科学与技术完成学生：2011180021 郭姗 指导教师：阮晓龙 完成日期：201X 年06 月22 日 目录 1. 课程设计题目概述3 2. 研究内容与目的4 3. 研究方法5 4. 研究报告6 5. 测试报告/实验报告7 6. 课题研究结论8 7. 总结9
1、课程设计题目概述 随着Linux系统的逐渐推广，它被越来越多的计算机用户所了解和应用. Linux是一个多任务的操作系统，也就是说，在同一个时间内，可以有多个进程同时执行。如果读者对计算机硬件体系有一定了解的话，会知道我们大家常用的单CPU计算机实际上在一个时间片断内只能执行一条指令，那么Linux是如何实现多进程同时执行的呢？原来Linux使用了一种称为"进程调度（process scheduling）"的手段，首先，为每个进程指派一定的运行时间，这个时间通常很短，短到以毫秒为单位，然后依照某种规则，从众多进程中挑选一个投入运行，其他的进程暂时等待，当正在运行的那个进程时间耗尽，或执行完毕退出，或因某种原因暂停，Linux就会重新进行调度，挑选下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短，在我们使用者的角度来看，就好像多个进程同时运行一样了。本文就是对进程调度进行研究、实验的。 本文首先对Linux系统进行了简要的介绍, 然后介绍了进程管理的相关理论知识。其次，又介绍最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）、先来先服务算法的相关知识，并对进程调度进行最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法模拟实验，并对比分析两种算法的优缺点，从而加深对进程概念和进程调度过程/算法的理解 设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择某一进程占用处理机。使得系统中的进程能够有条不紊的运行，同时提高处理机的利用率以及系统的性能。所以设计模拟进程调度算法（最高优先数优先的调度算法、先来先服务算法），以巩固和加深处理进程的概念，并且分析这两种算法的优缺点。关键词：linux 进程调度调度算法
armlinux内核中ARM中断实现详解.
linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解（1） 作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院金牌讲师，ARM ATC授权培训讲师。 看了一些网络上关于linux中断实现的文章，感觉有一些写的非常好，在这里首先感谢他们的无私付出，然后也想再补充自己对一些问题的理解。先从函数注册引出问题吧。 一、中断注册方法 在linux内核中用于申请中断的函数是request_irq（），函数原型在 Kernel/irq/manage.c中定义： int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id) irq是要申请的硬件中断号。 handler是向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，dev_id参数将被传递给它。 irqflags是中断处理的属性，若设置了IRQF_DISABLED （老版本中的 SA_INTERRUPT，本版zhon已经不支持了），则表示中断处理程序是快速处理程序，快速处理程序被调用时屏蔽所有中断，慢速处理程序不屏蔽；若设置了IRQF_SHARED （老版本中的SA_SHIRQ），则表示多个设备共享中断，若设置了IRQF_SAMPLE_RANDOM（老版本中的 SA_SAMPLE_RANDOM），表示对系统熵有贡献，对系统获取随机数有好处。（这几个flag是可以通过或的方式同时使用的） dev_id在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的设备结构体或者NULL。 devname设置中断名称，在cat /proc/interrupts中可以看到此名称。 request_irq()返回0表示成功，返回-INVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL，返回-EBUSY表示中断已经被占用且不能共享。 关于中断注册的例子，大家可在内核中搜索下request_irq。 在编写驱动的过程中，比较容易产生疑惑的地方是： 1、中断向量表在什么位置？是如何建立的？ 2、从中断开始，系统是怎样执行到我自己注册的函数的？ 3、中断号是如何确定的？对于硬件上有子中断的中断号如何确定？ 4、中断共享是怎么回事，dev_id的作用是？ 本文以2.6.26内核和S3C2410处理器为例，为大家讲解这几个问题。
Linux程序设计上机指导书3：Linux进程控制
上机三：Linux进程控制 1.目的 （1）掌握系统调用fork(),exex(),exit()等实现进程创建； （2）掌握进程的终止方式（return、exit、_exit、abort）； （3）掌握僵尸进程的产生和避免，以及wait,waitpid的使用； （4）了解守护进程的创建。 2.内容 主要上机分析代码文件。 systemtest.c 6-3.c 6-4.c 6-8.c 6-9.c 其他略。 3.步骤 1）Linux进程的创建 创建进程可以采用几种方式。可以执行一个程序（这会导致新进程的创建），也可以在程序内调用一个fork 或exec来创建新进程。fork 调用会导致创建一个子进程，而exec 调用则会用新程序代替当前进程上下文。exec系列函数并不创建新进程，调用exec前后的进程ID是相同的。
exec函数的主要工作是清除父进程的可执行代码映像，用新程序的代码覆盖调用exec 的进程代码。如果exec执行成功，进程将从新程序的main函数入口开始执行。调用exec 后，除进程ID保持不变外，还有下列进程属性也保持不变。 (1)进程的父进程ID。 (2)实际用户ID和实际用户组ID。 (3)进程组ID、会话ID和控制终端。 (4)定时器的剩余时间。 (5)当前工作目录及根目录。 (6)文件创建掩码UMASK。 (7)进程的信号掩码。 与exec系统调用不同，system将外部可执行程序加载执行完毕后继续返回调用进程。 【例6.3】设计一个程序，用fork函数创建一个子进程，在子进程中，要求显示子进程号与父进程号，然后显示当前目录下的文件信息，在父进程中同样显示子进程号与父进程号。
linux进程管理篇
目录：（内容较多，加个目录） |-进程管理 进程常用命令 |- w查看当前系统信息 |- ps进程查看命令 |- kill终止进程 |- 一个存放内存中的特殊目录/proc |- 进程的优先级 |- 进程的挂起与恢复 |- 通过top命令查看进程 计划任务 |- 计划任务的重要性 |- 一次性计划at和batch |- 周期性计划crontab 进程管理的概念 进程和程序区别 1.程序是静态概念，本身作为一种软件资源长期保存；而进程是程序的执行过程，它是动态概念，有一定的生命期，是动态产生和消亡的。 2.程序和进程无一一对应关系。一个程序可以由多个时程公用；另一一方面，一个进程在活动中有可顺序地执行若干个程序 父子进程的关系 1.子进程是由一个进程所产生的进程，产生这个子进程的进程称为父进程 2.在linux系统中，使用系统调用fork创建进程。fork复制的内容包括父进程的数据和堆栈段以及父进程的进程环境。 3.父进程终止子进程自然终止。 前台进程和后台进程 前台进程 在shell提示处理打入命令后，创建一个子进程，运行命令，Shell等待命令退出，然后返回到对用户给出提示符。这条命令与Shell异步运行，即在前台运行，用户在它完成之前不能执行别一个命令
很简单，我们在执行这个查找命令时，无法进行其它操作，这个查找就属于前台进程 后台进程 在Shell提示处打入命令，若后随一个&，Shell创建子进程运行此命令，但不等待命令退出，而直接返回到对用户给出提示。这条命令与Shell同步运行，即在后台运行。“后台进程必须是非交互式的” 再来看这个命令就变成了后台进程，我们用同样的条件进行查找，把查找记过放到hzh/test/init.find这个文件中。不影响我们前台其它的操作。 进程的状态
计算机操作系统小论文-Linux进程调度
Linux进程调度 一、概述 自1991年Linux操作系统出现以来，Linux操作系统以令人惊异的速度迅速在服务器和桌面系统中获得了成功。它已经被业界认为是未来最有前途的操作系统之一，并且在嵌入式领域，由于Linux操作系统具有开放源代码、良好的可移植性、丰富的代码资源以及异常的健壮，使得它获得越来越多的关注。[1]本文分析了Linux操作系统中几种常用的调度算法。 二、高级、中级和低级调度 在操作系统中，存在很多种调度，如用户提交作业的调度、运行进程的调度、I/O 请求的调度、存储空间切换的调度等。在不同的操作系统中所采用的调度方式不完全相同，在执行调度时所采用的调度算法也可能不同。因此，可从不同的角度对调度进行分类。常用的一种分类方法是按调度的层次，把调度分为高级调度、中级调度和低级调度。 （1）高级调度 高级调度通常也称作业调度，用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，准备执行。系统接纳一个作业后，将它变为一个或者多个进程，为它们分配除了处理机之外的必要的系统资源后，将其排入就绪队列，准备执行。值得注意的是，在批处理系统中，作业进入系统后，是先驻留在外存上的，因此，需要有作业调度，以将它们分批装入内存；在分时系统中，为了能及时响应，用户通过键盘输入的命令或数据等，都是直接送入内存，因而无须配置作业调度；类似地，在实时系统中，通常也不需要作业调度。 （2）中级调度 中级调度大多针对于分时系统，是按一定的算法在内存和外存之间进行进程对换，目的在于缓和内存的紧张。为此，应使那些暂时不具备执行条件的进程不再占用宝贵的内存空间，将它们挂起并调至外存上等待，称此时进程的状态为挂起状态。当这些进程重新又具备执行条件，且内存已空闲时，再由中级调度决定，将外存上哪些已具备执行条件的进程解除挂起后重新调入内存，排在进程就绪队列上，等待进程调度。 由此可见，中级调度实质上是决定允许哪些进程有资格参与竞争处理机资
linux中断总结
1．Linux中断的注册与释放： 在
linux进程管理(一)
进程介绍 程序和进程 程序是为了完成某种任务而设计的软件，比如OpenOffice是程序。什么是进程呢？进程就是运行中的程序。 一个运行着的程序，可能有多个进程。比如自学it网所用的WWW服务器是apache服务器，当管理员启动服务后，可能会有好多人来访问，也就是说许多用户来同时请求httpd服务，apache服务器将会创建有多个httpd进程来对其进行服务。 进程分类 进程一般分为交互进程、批处理进程和守护进程三类。 值得一提的是守护进程总是活跃的，一般是后台运行，守护进程一般是由系统在开机时通过脚本自动激活启动或超级管理用户root来启动。比如在 Redhat中，我们可以定义httpd 服务器的启动脚本的运行级别，此文件位于/etc/init.d目录下，文件名是httpd，/etc/init.d/httpd 就是httpd服务器的守护程序，当把它的运行级别设置为3和5时，当系统启动时，它会跟着启动。 [root@localhost ~]# chkconfig --level 35 httpd on 进程的属性： 进程ID（PID)：是唯一的数值，用来区分进程； 父进程和父进程的ID（PPID)； 启动进程的用户ID（UID）和所归属的组（GID）； 进程状态：状态分为运行R、休眠S、僵尸Z； 进程执行的优先级； 进程所连接的终端名； 进程资源占用：比如占用资源大小（内存、CPU占用量）； 父进程和子进程： 他们的关系是管理和被管理的关系，当父进程终止时，子进程也随之而终止。但子进程终止，父进程并不一定终止。比如httpd服务器运行时，我们可以杀掉其子进程，父进程并不会因为子进程的终止而终止。 在进程管理中，当我们发现占用资源过多，或无法控制的进程时，应该杀死它，以保护系统的稳定安全运行； 进程管理
LINUX进程调度算法的分析
LINUX进程调度算法的分析 何 翔，顾 新 （西安电子科技大学，陕西西安 710071） 摘 要进程调度对一个操作系统来说是至关重要的，它起着非常关键的作用。本文针对Linux操作系统中的普通进程调度算法进行了分析，对以进程为CPU时间分配单位和以用户为CPU时间分配单位的两种算法进行了分析和对比。对它们在不同环境下对进程调度效率和公平性的影响进行了探讨，并总结出它们各自适用的环境。 最后为了进一步提高进程调度的效率和公平性，提出了混合算法的思想。 关键词进程调度；普通进程；动态优先级 中图分类号 TP316 1 前 言 在Linux操作系统中，有两种常用的普通进程 调度算法。它们分别以进程和用户为调度单位来进 行CPU时间的分配。这两种算法分别体现了多进程 环境下系统运行的高效性和多用户环境下的公平 性。但是这两种算法都有各自的适用环境，因此它 们各自都有优缺点。本文从多用户的公平性和多进 程的高效性出发对这两种算法进行了分析和比较， 最后提出了混合算法的思想，使进程调度更加高效 和公平。 2 进程调度 进程调度要满足高效率，公平性，响应时间快，周转时间短和吞吐量大等要求。Linux操作系统的内核根据进程响应时间的情况把进程分为3大类：交互进程；批处理进程；实时进程。内核在此基础上实现了3种不同的调度策略：SCHED_ FIFO(即先进现出策略)；SCHED_RR（即轮转策略）；SCHED_OTHER（适合交互分时的程序）。 进程调度时机，即调度器何时开始启动。可以在以下几个时刻进行进程调度： （1）进程状态转换的时刻； （2）可运行队列中新增加一个进程时； （3）当前进程的时间片用完时； （4）进程从系统返回到用户态时； （5）内核处理完中断后，进程返回到用户态时。 在以上几种情况下进程调度可以解释为在下面几 个状态中进行切换。 进程调度的流程如图1所示。 图1 进程调度的流程图 图1的转换条件如下： （1）调度；（2）时间片用完；（3）跟踪并调度； （4）退出；（5）收到信号并醒来；（6）等待资源 到位再调度；（7）等待资源到位再调度；（8）等待 资源到位；（9）资源到位或收到信号。 3 普通进程调度算法的分析 3.1 按进程调度的算法分析 Schedulue()是按进程调度算法的主要函数， 是系统的核心函数。它的核心代码如下： next=idle_task(this_cpu); 电子科技 2005年第9期（总第192期） 21
LINUX内核时钟中断机制
Linux内核的时钟中断机制 opyright © 2003 by 詹荣开 E-mail:zhanrk@https://www.360docs.net/doc/e510267549.html, Linux-2.4.0 Version 1.0.0，2003-2-14 摘要：本文主要从内核实现的角度分析了Linux 2.4.0内核的时钟中断、内核对时间的表示等。本文是为那些想要了解Linux I/O子系统的读者和Linux驱动程序开发人员而写的。 关键词：Linux、时钟、定时器 申明：这份文档是按照自由软件开放源代码的精神发布的，任何人可以免费获得、使用和重新发布，但是你没有限制别人重新发布你发布内容的权利。发布本文的目的是希望它能对读者有用，但没有任何担保，甚至没有适合特定目的的隐含的担保。更详细的情况请参阅GNU 通用公共许可证(GPL)，以及GNU自由文档协议(GFDL)。 你应该已经和文档一起收到一份GNU通用公共许可证(GPL)的副本。如果还没有，写信给：The Free Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge,MA02139, USA 欢迎各位指出文档中的错误与疑问。 前言 时间在一个操作系统内核中占据着重要的地位，它是驱动一个OS内核运行的“起博器”。一般说来，内核主要需要两种类型的时间： （1）、在内核运行期间持续记录当前的时间与日期，以便内核对某些对象和事件作时间标记（timestamp，也称为“时间戳”），或供用户通过时间syscall进行检索。 （2）、维持一个固定周期的定时器，以提醒内核或用户一段时间已经过去了。 PC机中的时间是有三种时钟硬件提供的，而这些时钟硬件又都基于固定频率的晶体振荡
【IT专家】Linux中进程的几种状态
本文由我司收集整编，推荐下载，如有疑问，请与我司联系 Linux中进程的几种状态 2015/03/29 4411 1R (task_running) :可执行状态 ?只有在该状态的进程才可能在CPU上运行。而同一时刻可能有多个进程处于可执行状态，这些进程的task_struct结构（进程控制块）被放入对应CPU的可执行队列中（一个进程最多只能出现在一个CPU的可执行队列中）。进程调度器的任务就是从各个CPU的可执行队列中分别选择一个进程在该CPU上运行。 ?很多操作系统教科书将正在CPU上执行的进程定义为RUNNING状态、而将可执行但是尚未被调度执行的进程定义为READY状态，这两种状态在linux下统一为TASK_RUNNING状态。 ? 2S (task_interruptible):可中断的睡眠状态 ?处于这个状态的进程因为等待某某事件的发生（比如等待socket连接、等待信号量），而被挂起。这些进程的task_struct结构被放入对应事件的等待队列中。当这些事件发生时（由外部中断触发、或由其他进程触发），对应的等待队列中的一个或多个进程将被唤醒。 ?通过ps命令我们会看到，一般情况下，进程列表中的绝大多数进程都处于task_interruptible状态（除非机器的负载很高）。毕竟CPU就这么一两个，进程动辄几十上百个，如果不是绝大多数进程都在睡眠，CPU又怎么响应得过来。 ? 3D (task_uninterrupible)不可中断的睡眠状态 ?与task_interruptible状态类似，进程处于睡眠状态，但是此刻进程是不可中断的。不可中断，指的并不是CPU不响应外部硬件的中断，而是指进程不响应异步信号。绝大多数情况下，进程处在睡眠状态时，总是应该能够响应异步信号的。但是uninterruptible sleep状态的进程不接受外来的任何信号，因此无法用kill杀掉这些处于D状态的进程，无论是”kill”, “kill -9″还是”kill -15″，这种情况下，一个可选的方法就是reboot。
Linux进程管理-实验报告
(1) 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。 (2) 进一步认识并发执行的实质。 (3) 学习通过进程执行新的U 标程序的方法。 (4) 了解Linux 系统中进程信号处理的基本原理。 Red Hat Linux (1)进程的创建 编写一段程序，使用系统调用fork ()创建两个子进程，当此进程运 行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动，让每一个进程在 屏幕上显示一个字符，父进程显示字符“a” ；子进程分别显示字符 “b”和字符“c” ,试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 程序代码： # include
Linux进程调度器基础讲解
1.1 进程 ?从教科书上，我们都能知道：进程是资源分配的最小单位，而线程是CPU 调度的的最小单位。 ?进程不仅包括可执行程序的代码段，还包括一系列的资源，比如：打开的文件、内存、CPU时间、信号量、多个执行线程流等等。而线程可以共享进程内的资源空间。 ?在Linux内核中，进程和线程都使用struct task_struct结构来进行抽象描述。 ?进程的虚拟地址空间分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间，所有进程共享内核虚拟地址空间，没有用户虚拟地址空间的进程称为内核线程。 Linux内核使用task_struct结构来抽象，该结构包含了进程的各类信息及所拥有的资源，比如进程的状态、打开的文件、地址空间信息、信号资源等等。task_struct结构很复杂，下边只针对与调度相关的某些字段进行介绍。 struct task_struct { /* ... */ /* 进程状态*/ volatile long state; /* 调度优先级相关，策略相关*/ int prio; int static_prio; int normal_prio; unsigned int rt_priority; unsigned int policy; /* 调度类，调度实体相关，任务组相关等*/ const struct sched_class *sched_class; struct sched_entity se; struct sched_rt_entity rt; #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED struct task_group *sched_task_group;
Linux中断处理流程
Linux中断处理流程 先从函数注册引出问题吧。 一、中断注册方法 在linux内核中用于申请中断的函数是request_irq（），函数原型在Kernel/irq/manage.c中定义： int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id) irq是要申请的硬件中断号。 handler是向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，dev_id参数将被传递给它。 irqflags是中断处理的属性，若设置了IRQF_DISABLED （老版本中的SA_INTERRUPT，本版zhon已经不支持了），则表示中断处理程序是快速处理程序，快速处理程序被调用时屏蔽所有中断，慢速处理程 序不屏蔽；若设置了IRQF_SHARED （老版本中的SA_SHIRQ），则表示多个设备共享中断，若设置了IRQF_SAMPLE_RANDOM（老版本中的 SA_SAMPLE_RANDOM），表示对系统熵有贡献，对系统获取随机数有好处。（这几个flag是可以通过或的方式同时使用的） dev_id在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的设备结构体或者NULL。devname设置中断名称，在cat /proc/interrupts中可以看到此名称。 request_irq()返回0表示成功，返回-INVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL，返回-EBUSY表示中断已经被占用且不能共享。 关于中断注册的例子，大家可在内核中搜索下request_irq。 在编写驱动的过程中，比较容易产生疑惑的地方是： 1、中断向量表在什么位置？是如何建立的？ 2、从中断开始，系统是怎样执行到我自己注册的函数的？ 3、中断号是如何确定的？对于硬件上有子中断的中断号如何确定？ 4、中断共享是怎么回事，dev_id的作用是？ 本文以2.6.26内核和S3C2410处理器为例，为大家讲解这几个问题。 二、异常向量表的建立 在ARM V4及V4T以后的大部分处理器中，中断向量表的位置可以有两个位置：一个是0，另一个是0xffff0000。可以通过CP15协处理器c1寄存器中V位(bit[13])控制。V和中断向量表的对应关系如下： V=0 ～ 0x00000000~0x0000001C V=1 ～ 0xffff0000~0xffff001C arch/arm/mm/proc-arm920.S中 .section ".text.init", #alloc, #execinstr __arm920_setup: ...... orr r0, r0, #0x2100 @ ..1. ...1 ..11 (1) //bit13=1 中断向量表基址为0xFFFF0000。R0的值将被付给CP15的C1.
Linux课程设计进程控制
课程设计报告 课程名称Linux操作系统课程设计 指导教师张玲 起止日期2014-03-01 至2014-06-13 实验项目实验二进程控制 学院信息与通信工程学院 专业电子信息工程 学生姓名 班级/学号 成绩 指导老师签字
1. 课程设计概述 本次课设意在利用进程控制相关的系统调用编程进行进程控制实验，观察进程从创建、运行到终止的控制过程，加深对进程概念的理解。 1.1 课程设计的目的 本实验的目的是掌握进程的概念，理解进程的创建、执行、等待、终止的过程。熟悉有关进程控制的命令和系统调用，理解Shell 的工作原理。 1.2 课程设计的内容 1） 进程控制命令 ● 使用进程控制命令ps ，kill 监视和控制进程的活动 2） 编程部分 ● 用fork ，wait ，exec 系统调用编程实现进程控制； ● 编写一个简单的shell 。 1.3 设计原理 进程是一个其中运行着一个或多个线程的地址空间和这些线程所需要的系统资源。 构建的文件构架如图： 图1 实验目录树的结构 2012010948 exp2 exp1 exp3 vis vis2
2.实验步骤 2.1操作 2.1.1进程控制命令（在此终端窗口的操作截图见图1） 1.执行ps命令，查看bash进程的PID： PID就是各进程的身份标识,程序一运行系统就会自动分配给进程一个独一无二的PID。进程中止后PID被系统回收。 2.在后台运行一个yes进程： yes > /dev/null & 3.用ps -f命令观察yes进程的pid和ppid，用ps u命令观察yes进程的状态。 yes进程的父进程是哪个进程？通过查看yes程序的PPID可知其父进程为bash 4.根据命令名搜索特定的进程： ps-ef|grep yes： 5.用kill命令杀掉yes进程： kill 【PID】： 图1 进程控制命令
实验一——Linux环境下的进程管理之欧阳光明创编
软件学院 欧阳光明（2021.03.07） 上机实验报告 课程名称：操作系统 实验项目：实验一：Linux环境下进程管理 实验室：耘慧402 姓名：学号： 专业班级：实验时间：
一、实验目的及要求 1.加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； 2.进一步认识并发执行的实质； 3.分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法； 4.了解Linux系统中进程通信的基本原理； 二、实验性质 1.进程的创建:编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 2.进程的控制:修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。如果在程序中使用系统调用lockf （）来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。 3.用fork( )创建一个进程，再调用exec( )用新的程序替换该子进程的内容；利用wait( )来控制进程执行顺序。 三、实验学时 实验性质：验证性 实验学时： 4学时 实验要求：必做 四、实验环境 1.实验环境： Linux系统开发环境 2.知识准备： （1） Linux系统开发环境搭建； （2） Linux环境下GCC编译器的使用； （3）语言中函数定义与调用、指针和类型的定义与使用、结构的定义、动态
内存的申请等预备知识。 五、实验内容及步骤 ①实验内容： （1）进程的创建 编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （2）进程的控制 修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。 如果在程序中使用系统调用lockf（）来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。 （3）用fork( )创建一个进程，再调用exec( )用新的程序替换该子进程的内容；利用wait( )来控制进程执行顺序。 ②实验步骤： 1.进程的创建 1.1 进程 UNIX中，进程既是一个独立拥有资源的基本单位，又是一个独立调度的基本单位。一个进程实体由若干个区（段）组成，包括程序区、数据区、栈区、共享存储区等。每个区又分为若干页，每个进程配置有唯一的进程控制块PCB，用于控制和管理进程。 PCB的数据结构如下： （1）进程表项（Process Table Entry）。包括一些最常用的核心数据： 进程标识符PID、用户标识符UID、进程状态、事件描述符、进程和U区在内存或外存的地址、软中断信号、计时域、进程的大小、偏置值nice、指向就绪队列中下一个PCB的指针P_Link、指向U区进程正文、数据及栈在内存区域的指针。 （2）U区（U Area）。用于存放进程表项的一些扩充信息。 每一个进程都有一个私用的U区，其中含有：进程表项指针、真正用户标识符