linux教程(第2版)[孟庆昌等编著][电子教案]第5章

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1、本文由pascale0701贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第5章Linux内核简介Linux内核简介主要内容Linux核心的一般结构Linux核心的一般结构?进程的概念、进程的调度和进程通信?文件系统的构成和管理?内存管理?设备驱动及中断处理5.1概述Linux系统大致可分为三层：Linux系统大致可分为三层：靠近硬件的底层是内核，即Linux操作系统常驻内存部分。靠近硬件的底层是内核，即Linux操作系统常驻内存部分。?中间层是内核之外的shell层，即操作系统的系统程序部分。中间层是内核之外的shell层，即操作系统的系统程序部分。

2、?最高层是应用层，即用户程序部分从结构上看，Linux操作系统是采用单块结构的操作系统。从结构上看，Linux操作系统是采用单块结构的操作系统。?一般说来，可以将操作系统划分为内核和系统程序两部分。●进程控制系统用于进程管理、进程同步、进程通信、进程调度和内存管理等。●内存管理控制内存分配与回收。●文件系统管理文件、分配文件空间、管理空闲空间、控制对文件的访问并为用户检索数据。●Linux系统支持三种类型的硬件设备：字符设备、块设备和网络设备。Linux系统支持三种类型的硬件设备：字符设备、块设备和网络设备。●核心底层的硬件控制负责处理中断以及与机器通信。5.2进程管理5.2.1进程和线程的概

3、念1．进程及其状态?简单说来，进程就是程序的一次执行过程。简单说来，进程就是程序的一次执行过程进程就是程序的一次执行过程。?进程至少要有三种基本状态。这三种基本状态是：运行态、就绪态和封锁态（或等待态）。进程的状态可依据一定的条件和原因而变化2．Linux进程状态Linux进程状态3．进程的模式和类型?在Linux系统中，进程的执行模式划分为用户模式和内核Linux系统中，进程的执行模式划分为用户模式用户模式和模式?按照进程的功能和运行的程序来分，进程划分为两大类：按照进程的功能和运行的程序来分，进程划分为两大类：一类是系统进程，一类是系统进程，另一类是用户进程4．Linux线程Linux线程

4、Linux把线程定义为进程的“执行上下文”Linux把线程定义为进程的“执行上下文”?具有一段可执行的程序、专用的系统堆栈空间、私有的“线程控制块”（即thread_struct数据结构）线程控制块”（即thread_struct数据结构）缺少自己的存储空间5.2.2进程的结构1．task_struct结构task_struct结构?task_struct结构包含下列几方面的信息：task_struct结构包含下列几方面的信息：?·进程状态?·调度信息?·标志符?·内部进程通讯?·链接信息?·时间和计时器?·文件系统?·虚拟内存?·处理器信息2．进程系统堆栈?每个进程都有一个系统堆栈，用来保存

5、中断现场信息和进程进入内核模式后执行子程序（函数）嵌套调用的返回现场信息。?每个进程的系统堆栈和task_struct数据结构之间存在紧密联系，因而每个进程的系统堆栈和task_struct数据结构之间存在紧密联系，因而二者物理存储空间也连在一起系统堆栈的大小静态确定，用户堆栈可在运行时动态扩展5.2.3对进程的操作1．进程的创建各个进程构成了树形的进程族系?内核在引导并完成了基本的初始化以后，就有了系统的第一个进程（即初始化进程，实际上是内核线程）。除此之外，所有其他的进程和内核线程都由这个原始进程或其子孙进程所创建。除初始化进程外，其他进程都是用系统调用fork()和除初始化进程外，其他进

6、程都是用系统调用fork()和clone()创建的。)创建的。fork()是全部复制，而clone()有选择地复制)是全部复制2．进程的等待?父进程可用系统调用wait3()等待它的任一个子进程终止，也父进程可用系统调用wait3()等待它的任一个子进程终止，也可以用系统调用wait4()等待某个特定的子进程终止。可以用系统调用wait4()等待某个特定的子进程终止。wait3()算法如下：)算法如下：（1）如果父进程没有子进程，则出错返回。（2）如果发现有一个终止的子进程，则取出子进程的进程号，把子进程的CPU使用时间等加到父进程上，释放子进程占用的把子进程的CPU使用时间等加到父进程上，释

7、放子进程占用的task_struct和系统空间堆栈，以供新进程使用。task_struct和系统空间堆栈，以供新进程使用。（3）如果发现有子进程，但都不处于终止态，则父进程睡眠，等待由相应的信号唤醒。3．进程的终止?进程可使用系统调用exit()终止自己进程可使用系统调用exit()终止自己?其实现算法如下：（1）撤消所有的信号量。（2）释放其所有的资源，包括存储空间、已打开的文件、工作目录、信号