【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 – 用戶數(shù)據(jù)的保存 :包括正文段 \數(shù)據(jù)段 \棧段 \共享內(nèi)存段的保存 – 寄存器數(shù)據(jù)的保存 :主要包括 PC\PSW\SP(Stack Pointer)\PCBP(PCB指針 )\ISP(中斷棧指針 )等 – 系統(tǒng)層次的保存 :包括虛存空間管理表格和中斷處理?xiàng)５? Solaris: Process Execution Environment Mapped memory pages for process’s various address space segments Identifiers Process control 進(jìn)程控制 ? 進(jìn)程是有生命周期的 :產(chǎn)生 、 運(yùn)行 、 暫停 、 終止 。 對(duì)進(jìn)程的這些操作叫進(jìn)程控制 。 ? 進(jìn)程控制的職責(zé)是對(duì)進(jìn)程實(shí)施有效的管理 ， 它是 CPU管理的一部分 （ 還有進(jìn)程同步 、 通信和調(diào)度 ） 。 ? 當(dāng)系統(tǒng)允許多進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí) ， 為了實(shí)現(xiàn)共享 、 協(xié)調(diào)并發(fā)進(jìn)程的關(guān)系 ， 處理機(jī)管理必須對(duì)進(jìn)程實(shí)行有效的管理 。 進(jìn)程控制包括： ? 進(jìn)程創(chuàng)建 ?創(chuàng)建原語(yǔ) ? 進(jìn)程撤消 ?撤銷原語(yǔ) ? 進(jìn)程阻塞 ? 阻塞原語(yǔ) ? 進(jìn)程喚醒 ? 喚醒原語(yǔ) Process control ? 原語(yǔ)：是由若干條機(jī)器指令構(gòu)成的用以完成特定功能的一段程序 . ? 執(zhí)行期間不允許中斷，完整、原子 . ? 實(shí)現(xiàn)原子性 : – 關(guān)中斷 – 固化為機(jī)器指令 Process control ? 運(yùn)行狀態(tài) 等待狀態(tài) ? 進(jìn)程阻塞 ? 等待狀態(tài) 就緒狀態(tài) ? 進(jìn)程喚醒 ? 新建進(jìn)程置為就緒狀態(tài) ? 進(jìn)程創(chuàng)建 ? 進(jìn)程終止 （ 消亡 ） ? 進(jìn)程撤消 ? 就緒狀態(tài) 運(yùn)行狀態(tài) ? 進(jìn)程調(diào)度 Process control Process Creation 進(jìn)程創(chuàng)建 進(jìn)程何時(shí)創(chuàng)建 ? ? 作業(yè)調(diào)度 :批處理系統(tǒng)中，作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度到某個(gè)作業(yè)以后，就把這個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存，并分配必要的資源 ,創(chuàng)建進(jìn)程，插入就緒隊(duì)列。 ? 用戶登錄 :在分時(shí)系統(tǒng)中，用戶在終端鍵入登錄命令后，若是合法用戶，系統(tǒng)建立一個(gè)進(jìn)程，并插入就緒隊(duì)列。 Process Creation 進(jìn)程何時(shí)創(chuàng)建 ?(續(xù) ) ? 提供服務(wù) :用戶向系統(tǒng)提出請(qǐng)求后，系統(tǒng)專門建立一個(gè)進(jìn)程為用戶服務(wù)。（如打印請(qǐng)求） ? 應(yīng)用請(qǐng)求：應(yīng)用進(jìn)程的需要，由它自己創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程，使新進(jìn)程以并發(fā)運(yùn)行方式完成特定任務(wù)。（輸入數(shù)據(jù)并將處理結(jié)果輸出到表格上） Process Creation 進(jìn)程創(chuàng)建 ? UNIX examples – 在 UNIX系統(tǒng)中用戶鍵入一個(gè)命令 （ 如 date, ps, ls )， shell就創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程 。 – 用戶程序可使用 fork()系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程 ， 每個(gè)進(jìn)程執(zhí)行一個(gè)程序段 。 Process Creation 進(jìn)程創(chuàng)建 ? Parent process creates children processes, which, in turn create other processes, forming a tree of processes. 父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程，如此輪流創(chuàng)建進(jìn)程下去，構(gòu)成一個(gè)進(jìn)程樹 ? Resource sharing 資源共享 – Parent and children share all – Children share subset of parent’s – Parent and child share no resources無(wú)資源共享 ? Two possibilities exist in Execution執(zhí)行 – Parent and children execute concurrently. 父進(jìn)程和子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行 – Parent waits until children terminate. 父進(jìn)程等待，直到子進(jìn)程終止 Process Creation 進(jìn)程創(chuàng)建 ? Address space 地址空間 – Child is duplicate of parent. 子女復(fù)制雙親 – Child has a program loaded into it. 子女有一個(gè)程序被調(diào)入 ? UNIX examples – fork system call creates new process fork 系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建新進(jìn)程 – exec system call used after a fork to replace the process’ memory space with a new program. 在 fork后 用 execve系統(tǒng)調(diào)用用一個(gè)新程序替代進(jìn)程的內(nèi)存空間 A tree of processes on a typical Solaris 進(jìn)程創(chuàng)建的過(guò)程 ? 申請(qǐng)空白的 PCB:為新進(jìn)程分配唯一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，并從 PCB集合中索取一個(gè)空白的 PCB。 ? 為新建立的進(jìn)程分配資源 :為新進(jìn)程的程序和數(shù)據(jù)，以及用戶棧分配必要的內(nèi)存空間。 進(jìn)程創(chuàng)建的過(guò)程 (cont.) ? 初始化 PCB: – 初始化標(biāo)識(shí)符信息。 將系統(tǒng)中分配的標(biāo)識(shí)符、父進(jìn)程標(biāo)識(shí)符填入新 PCB中。 – 初始化處理機(jī)狀態(tài)信息。 使程序計(jì)數(shù)器指向程序的入口地址，棧指針指向棧頂。 – 初始化處理機(jī)控制信息。 將進(jìn)程的狀態(tài)設(shè)置為就緒狀態(tài)或靜止就緒狀態(tài) ? 將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列 進(jìn)程創(chuàng)建 進(jìn)程創(chuàng)建 ? UNIX系統(tǒng)： pid=fork()。 從系統(tǒng)調(diào)用 fork返回時(shí) ， CPU在父進(jìn)程中時(shí) ，pid值為所創(chuàng)建子進(jìn)程的進(jìn)程號(hào) （ 0） ， 若在子進(jìn)程中時(shí) ， pid的值為零 。 創(chuàng)建失敗 入口 查 PCB鏈表 有空 PCB? 取空 PCB（ i） 將有關(guān)參數(shù)填入 PCB（ i） 相應(yīng)表項(xiàng) PCB（ i） 入就緒隊(duì)列 PCB（ i） 入進(jìn)程家族或進(jìn)程鏈 返回 創(chuàng)建原語(yǔ)流程圖 無(wú) C Program Forking Separate Process int main() { pid_t pid。 /* fork another process */ pid = fork()。 if (pid 0) { /* error occurred */ fprintf(stderr, Fork Failed)。 exit(1)。 } else if (pid == 0) { /* child process */ execlp(/bin/ls, ls, NULL)。 } else { /* parent process */ /* parent will wait for the child to plete */ wait (NULL)。 printf (Child Complete)。 exit(0)。 } } Process Creation Process Termination ? A process terminates when it finishes executing and asks the OS to delete it by using exit() ? Parent may terminate execution of children processes 父進(jìn)程可中止子進(jìn)程的執(zhí)行（終止） – Child has exceeded allocated 資源 – Task assigned to child is no longer required. 賦予子進(jìn)程的任務(wù)不再需要 – Parent is exiting 父進(jìn)程終止 ? OS does not allow child to continue if its parent terminates. 若父進(jìn)程終止，不允許子進(jìn)程繼續(xù) ? Cascading termination. 級(jí)聯(lián)終止 ? UNIX系統(tǒng)中是 exit()： 當(dāng)前進(jìn)程自我終止 ? 釋放占用的所有資源： – 釋放內(nèi)外存空間 – 關(guān)閉所有打開文件 – 釋放當(dāng)前目錄 – 釋放共享內(nèi)存段和各種鎖 lock Process Termination 出錯(cuò)處理 入口 查進(jìn)程鏈表或進(jìn)程家族 有此 PCB? 釋放該進(jìn)程所占有的資源 釋放該 PCB結(jié)構(gòu)本身 無(wú) 有 返回 該 PCB有子進(jìn)程嗎？ Process Termination Process Termination Process Blocking 進(jìn)程阻塞 ? 引起進(jìn)程阻塞和喚醒的事件： 一個(gè)處在運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程，因等待某個(gè)事件的發(fā)生（如等待打印機(jī)、同步事件等）而不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，將調(diào)用阻塞原語(yǔ)，把進(jìn)程置為阻塞狀態(tài)，并轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度程序（等于讓出處理機(jī)）。 ? 調(diào)用進(jìn)程阻塞操作是在進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)下執(zhí)行的。它的執(zhí)行將引起等待某事件的隊(duì)列的改變 . ? 轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度程序是很重要的。否則，處理機(jī)將會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)而浪費(fèi)資源。 入口 保存當(dāng)前進(jìn)程的 CPU現(xiàn)場(chǎng) 置該進(jìn)程的狀態(tài) 被阻塞進(jìn)程入等待隊(duì)列 轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度 阻塞原語(yǔ) Process Blocking 進(jìn)程阻塞 進(jìn)程喚醒 ? 當(dāng)進(jìn)程所等待的事件發(fā)生時(shí)，該進(jìn)程將被喚醒 (由進(jìn)程喚醒操作完成 )。 ? 喚醒一個(gè)進(jìn)程有兩種方法： – 由系統(tǒng)進(jìn)程喚醒。 – 由事件發(fā)生進(jìn)程喚醒。 進(jìn)程喚醒 喚醒原語(yǔ) 入口 從等待隊(duì)列中摘下被喚醒進(jìn)程 將被喚醒進(jìn)程置為就緒狀態(tài) 將被喚醒進(jìn)程送入就緒隊(duì)列 轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度或返回 UNIX相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用介紹 (): 創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程 . ? 創(chuàng)建的子進(jìn)程是 fork調(diào)用者進(jìn)程 (即父進(jìn)程 )的復(fù)制品 ,即進(jìn)程映像 .除了進(jìn)程標(biāo)識(shí)數(shù)以及與進(jìn)程特性有關(guān)的一些參數(shù)外 ,其他都與父進(jìn)程相同 ,與父進(jìn)程共享文本段和打開的文件 ,并都受進(jìn)程調(diào)度程序的調(diào)度 . ? 如果創(chuàng)建進(jìn)程失敗 ,則 fork()返回值為 1,若創(chuàng)建成功 ,則從父進(jìn)程返回值是子進(jìn)程號(hào) ,從子進(jìn)程返回的值是 0 UNIX相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用介紹 (): 裝入并執(zhí)行相應(yīng)文件 . ? 因?yàn)?FORK會(huì)將調(diào)用進(jìn)程的所有內(nèi)容原封不動(dòng)地拷貝到新創(chuàng)建的子進(jìn)程中去 ,而如果之后馬上調(diào)用 exec,這些拷貝的東西又會(huì)馬上抹掉 ,非常不劃算 .于是設(shè)計(jì)了一種叫作 ”寫時(shí)拷貝 ”的技術(shù) ,使得 fork結(jié)束后并不馬上復(fù)制父進(jìn)程的內(nèi)容 ,而是到了真正要用的時(shí)候才復(fù)制 . UNIX相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用介紹 3. wait():父進(jìn)程處于阻塞狀態(tài) ,等待子進(jìn)程終止 ,其返回值為所等待子進(jìn)程的進(jìn)程號(hào) . ():進(jìn)程自我終止 ,釋放所占資源 ,通知父進(jìn)程可以刪除自己 ,此時(shí)它的狀態(tài)變?yōu)?P_state=