linux系统编程-进程相关的基本概念
1. 程序和进程
- 程序:指编译好的二进制文件,在磁盘上,不占用系统资源(CPU、内存)永久的,静态的。
- 进程:是抽象的概念,占用系统资源,在内存中运行(程序运行产生进程)暂时的,动态的。
例子:linux同时开两个终端,分别打开了同一个程序,但是对应的进程是不同的。
2. 单道程序和多道程序
- 单道程序设计:以前的dos系统,所有程序排队执行,执行完一个才轮到下一个
- 多道程序设计:现代操作系统,CPU划分出时间片,基于时间中断,轮流分配给每个程序(宏观并行,微观串行)
3. CPU和MMU(在cpu内部)
cpu
mmu(在向映射时以4K为最小单元)
- 完成虚拟内存(32位计算机对应4G)和物理内存的映射
- 设置、修改内存访问权限(CPU对虚拟内存中3G用户空间<linux中3级>和1G内核空间<linux中0级>的访问权限是不同的)
例子:运行a.out 和 app两个程序,用户区用了多少存储空间,MMU以page(4K)为最小单位映射到物理内存,两个程序映射到不同的区域,但是内核区只有一个(但是拥有各自的不同的PCB)
4. 进程控制块(PCB)
PCB的本质是task_struct 结构体,/usr/src/linux-headers-3.16.0-30/include/linux/sched.h文件中可以查看struct task_struct 结构体定义,其内部成员有很多,我们重点掌握以下部分即可:
- 进程id。系统中每个进程有唯一的id,在C语言中用pid_t类型表示,其实就是一个非负整数。
- 进程的状态,有初始化、就绪、运行、挂起、停止5种状态。
- 进程切换时需要保存和恢复的一些CPU寄存器。
- 描述虚拟地址与物理地址空间的映射信息。
- 描述控制终端的信息。
- 当前进程工作目录(Current Working Directory)。
- umask掩码。
- 文件描述符表,包含很多指向file结构体的指针。
- 和信号相关的信息。
- 用户id和组id。
- 会话(Session)和进程组。
- 进程可以使用的资源上限(Resource Limit)。