Linux内核分析与应用3-进程管理

简介: Linux内核分析与应用3-进程管理

本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用 的学习与记录。讲的非常之好,推荐观看

留此记录,蜻蜓点水,可作抛砖引玉

image.png

3.1 进程概述

一个程序通过编译器将其编译成汇编程序,经过汇编器将其汇编成目标代码,通过链接器形成可执行文件a.out或者elf格式,最后交给操作系统来执行

微信截图_20230926005325.png

微信截图_20230926005338.png

微信截图_20230926005351.png

微信截图_20230926005402.png

进程最基本的状态有三种: 就绪态,睡眠态和运行态,在具体的操作系统中,可能实例化出多个状态.

微信截图_20230926005516.png

微信截图_20230926005524.png

image.png

PCB: Process Control Block

task_struct结构体位于sched.h中

微信截图_20230926005539.png

微信截图_20230926005545.png

对于进程来说,它的静态表现就是程序,平时都安安静静呆在磁盘上,而一旦运行起来,就变成了计算机里的数据和状态的总和;

运行着的程序就是一个进程.

image.png

3.2 Linux进程创建

微信截图_20230926005639.png

微信截图_20230926005647.png

对于进程,线程,内核线程,内核使用唯一的数据结构task_struct来分别表示,也使用相同的调度算法对其进行调度.

尽管看起来差异很大,但最后都通过do_fork分别创建.

创建进程和创建线程调用了不同的函数,分别为forkpthread_create,而对应的系统调用分别为fork和clone.

所有的系统调用进入内核只有一个入口,但进入以后就分道扬镳,各有各的服务历程;而分手是暂时的,最终还是会归到一处,do_fork就是它们的聚合点.

父子进程共享内存的地址空间,但父进程的页表除外

image.png

copy_process()函数主要是为子进程创建父进程PCB的副本

微信截图_20230926005741.png

微信截图_20230926005747.png

微信截图_20230926005753.png

3.3 Linux进程调度


所谓调度,实际就是从就绪队列中,选择一个进程投入到CPU中运行.

"主战场"是就绪队列,核心是调度算法,实质是进程的切换

微信截图_20230926005835.png

image.png

O(1)调度: 将单链表变为多链表来实现,从O(n)降低到了O(1)

微信截图_20230926005851.png

微信截图_20230926005859.png

机制与策略分离

image.png

完全公平调度---CFS,

没有了时间片的概念,而是分配CPU使用的比例

同一时刻,一个CPU上运行的进程只能有一个. 当一个进程占用CPU的时候,其他进程必须等待

使用到了红黑树

CFS中的就绪队列,就是一棵已虚拟时间为键值的红黑树, 虚拟时间越小的进程,越靠近红黑树的左端, 调度器每次选择位于红黑树左端的进程.

微信截图_20230926005952.png

微信截图_20230926010001.png

微信截图_20230926010042.png

微信截图_20230926010049.png

微信截图_20230926010057.png

微信截图_20230926010105.png

更多可参阅<深入理解Linux内核>第三版第七章

蜗窝科技

目录
相关文章
|
1月前
|
消息中间件 Linux
Linux:进程间通信(共享内存详细讲解以及小项目使用和相关指令、消息队列、信号量)
通过上述讲解和代码示例,您可以理解和实现Linux系统中的进程间通信机制,包括共享内存、消息队列和信号量。这些机制在实际开发中非常重要,能够提高系统的并发处理能力和数据通信效率。希望本文能为您的学习和开发提供实用的指导和帮助。
103 20
|
24天前
|
安全 Linux 测试技术
Intel Linux 内核测试套件-LKVS介绍 | 龙蜥大讲堂104期
《Intel Linux内核测试套件-LKVS介绍》(龙蜥大讲堂104期)主要介绍了LKVS的定义、使用方法、测试范围、典型案例及其优势。LKVS是轻量级、低耦合且高代码覆盖率的测试工具,涵盖20多个硬件和内核属性,已开源并集成到多个社区CICD系统中。课程详细讲解了如何使用LKVS进行CPU、电源管理和安全特性(如TDX、CET)的测试,并展示了其在实际应用中的价值。
|
1月前
|
Ubuntu Linux 开发者
Ubuntu20.04搭建嵌入式linux网络加载内核、设备树和根文件系统
使用上述U-Boot命令配置并启动嵌入式设备。如果配置正确,设备将通过TFTP加载内核和设备树,并通过NFS挂载根文件系统。
82 15
|
2月前
|
存储 运维 监控
Linux--深入理与解linux文件系统与日志文件分析
深入理解 Linux 文件系统和日志文件分析,对于系统管理员和运维工程师来说至关重要。文件系统管理涉及到文件的组织、存储和检索,而日志文件则记录了系统和应用的运行状态,是排查故障和维护系统的重要依据。通过掌握文件系统和日志文件的管理和分析技能,可以有效提升系统的稳定性和安全性。
54 7
|
2月前
|
存储 监控 Linux
嵌入式Linux系统编程 — 5.3 times、clock函数获取进程时间
在嵌入式Linux系统编程中,`times`和 `clock`函数是获取进程时间的两个重要工具。`times`函数提供了更详细的进程和子进程时间信息,而 `clock`函数则提供了更简单的处理器时间获取方法。根据具体需求选择合适的函数,可以更有效地进行性能分析和资源管理。通过本文的介绍,希望能帮助您更好地理解和使用这两个函数,提高嵌入式系统编程的效率和效果。
116 13
|
2月前
|
监控 安全 Linux
启用Linux防火墙日志记录和分析功能
为iptables启用日志记录对于监控进出流量至关重要
|
2月前
|
SQL 运维 监控
南大通用GBase 8a MPP Cluster Linux端SQL进程监控工具
南大通用GBase 8a MPP Cluster Linux端SQL进程监控工具
|
2月前
|
算法 Linux
深入探索Linux内核的内存管理机制
本文旨在为读者提供对Linux操作系统内核中内存管理机制的深入理解。通过探讨Linux内核如何高效地分配、回收和优化内存资源,我们揭示了这一复杂系统背后的原理及其对系统性能的影响。不同于常规的摘要,本文将直接进入主题,不包含背景信息或研究目的等标准部分,而是专注于技术细节和实际操作。
|
3月前
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux 超级强大的十六进制 dump 工具:XXD 命令,我教你应该如何使用!
在 Linux 系统中,xxd 命令是一个强大的十六进制 dump 工具,可以将文件或数据以十六进制和 ASCII 字符形式显示,帮助用户深入了解和分析数据。本文详细介绍了 xxd 命令的基本用法、高级功能及实际应用案例,包括查看文件内容、指定输出格式、写入文件、数据比较、数据提取、数据转换和数据加密解密等。通过掌握这些技巧,用户可以更高效地处理各种数据问题。
318 8