新增资源及索引表-王辉静项目5拓展资源_linux进程的模型.docx

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1、linux进程的模型 1. 进程的模型进程是现代操作系统中的一个重要的概念，引入进程的目的就是让操作系统能有序的执行多个任务，并各个任务互不干扰，还能有效的配合完成更加复杂的任务。那么，我们应该首先了解什么是linux的进程。构成进程包含的资源很多，但是构成进程的最重要的包含了4个要素：1. 首先进程需要有可执行的一段代码，一般进程有在用户太运行的一段代码，这也是进程需要完成的任务。有的内核态线程，有一段在内核态执行的代码。2. 其次，内核要有自己的地址空间映射，这也是程序运行的基础，也是保证各个进程会不干扰的基础。3. 然后，进程需要有一个内核堆栈，这是用户态

2、进程陷入内核执行内核系统调用的必要资源。4. 还有，进程在内核中必须有相应的进程管理数据结构，用于进程的调度和管理工作。Linux中进程的内存模型为下图所示。之前了解过linux虚拟内存管理的话，应该对这张图并不陌生，这张图表示一个linux进程在虚拟地址空间中各个部分的分布。这个示意图，形象的展示了进程可执行代码分布，和自己地址空间的结构。上文中提到了，进程必须拥有自己的内核堆栈，和进程管理数据结构。这两个要素如下图所示。内核为每个进程分配了一个4K的内核堆栈（也有可能是8K）。这个4K堆栈的高地址开始向下就是内核的栈空间，在4K的最小地址开始向上，有一个th

3、read_info结构，该结构中task指针指向了task_struct机构，这个结构就是linux进程的管理数据结构。Task_struct结构体庞大，它记录了进程相关的很多数据和资源。Thread_info数据结构是一个和CPU体系结构相关的数据结构，其中ARM体系结构对threadinfo结构体的定义为struct thread_info {     unsigned long       flags;        /*lowlevelflags*/      int           preempt_count;    /*0=>preemptabl

4、e,<0=>bug*/     mm_segment_t       addr_limit;    /*addresslimit*/      struct task_struct   *task;        /*maintaskstructure*/      struct exec_domain   *exec_domain;    /*executiondomain*/     __u32           cpu;        /*cpu*/     __u32           cpu_domain;    /*cpudomain*/    

5、  struct cpu_context_save   cpu_context;    /*cpucontext*/     __u32           syscall;    /*syscallnumber*/     __u8           used_cp[16];    /*threadusedcopro*/      unsigned long       tp_value;     struct crunch_state   crunchstate;     union fp_state       fpstate__attribute__(

6、(aligned(8)));     union vfp_state       vfpstate; #ifdef CONFIG_ARM_THUMBEE     unsigned long       thumbee_state;    /*ThumbEEHandlerBaseregister*/  #endif      struct restart_block   restart_block; };除了上面说的进程的4个要素，实际上还有一个和进程相关的很重要的概念就是CPU现场！所谓CPU现场就是CPU发生中断，或者调度切换进程时CPU当时各个寄存器的状态。

7、之所以说这个概念重要，是因为必须实现CPU现场的保存和恢复，才能完成进程的切换！对于ARM架构的内核来说，在内核态如果发生进程切换，被切换的进程将CPU现场保存在threainfo结构的 structcpu_context_savecpu_context变量中。而从用户态切换到内核态的时候，CPU现场保存在内核堆栈中。