4:抽象概念:进程(Process)
进程简单概念:运行的程序。
** 核心问题:如何制造无穷多CPU的假象?**
分时复用。
机制和策略的概念:
- 机制是达到某种功能的底层方法或协议
- 策略是在OS中做决定的某种算法
4.1 进程抽象
在OS中执行的某种程序我们称为进程。
进程的机器状态:
- 内存,进程能寻址的地址空间
- 寄存器、通用以及特殊寄存器(PC、SP、FP)
- IO信息
4.2 进程API概述
- 创造函数
- 摧毁函数
- 等待
- 其他控制函数
- 状态查询函数
4.3 进程创造:一点点细节
进程是如何创造的?
- 首先将它的代码段和数据段加载到内存(进程的地址空间)中
- 早期OS:eagerly
- 现代OS:lazily(paging, swapping)
- 分配栈空间
- 分配堆空间
- 运行初始化程序,例如IO初始化
- OS将控制权转给进程的main函数
4.4 进程状态
- 运行中(Running)
- 准备中(Ready)
- 停止(Blocked)
4.5 数据结构
OS保存在各个状态中的进程的进程表单,便于在适当时候做上下午转换。(PCB)
有些系统保存有各进程的初始化状态。
有些系统保存各个进程的最终状态,返回码。
4.6 小结(略)
5 Unix进程API
5.1 fork()
int rc = fork()
if(rc < 0)
... // fork failed
else if(rc == 0){
... // in child process
} else {
... // in parent process
}
子进程不是完全母进程的copy,两者从fork的返回值开始,返回值不同。
getpid()
5.2 wait()
- waitpid()
- 返回打断本进程的pid
5.3 exec()
- exec()/execl()/execle()/execlp()/execv()/execvp()
- 将新代码和数据覆盖当前代码段和数据段,重新初始化堆栈
- 并不创造一个新进程,而是将当前进程变成了一个不同的进程
- 成功执行的exec不会退出
5.4 为什么这样设计?
可以支持很多灵活的系统设计。
shell:fork->exec->wait,各种混合
Unix pipe利用了pipe()系统函数
grep -o foo file | wc -l
5.5 其他API
例如kill()