第5章進(jìn)程管理及進(jìn)程間通訊_第1頁(yè)
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1、uid 和 gid 運(yùn)行進(jìn)程所代表的用戶(hù)之用戶(hù)標(biāo)識(shí)號(hào)和組標(biāo)識(shí)號(hào),通常就是執(zhí)行該進(jìn)程的用戶(hù)。有效uid 和 gid 某些程序可以將 uid 和 gid 改變?yōu)樽约核接械?uid 和 gid。系統(tǒng)在運(yùn)行這樣的程序時(shí),會(huì)根據(jù)修改后的 uid 及 gid 判斷程序的特權(quán),例如,是否能夠直接進(jìn)行 i/o 輸出等。通過(guò) setuid 系統(tǒng)調(diào)用,可將程序的有效 uid 和 gid 設(shè)置為其他用戶(hù)。在該程序映像文件的 vfs 索引節(jié)點(diǎn)中,有效 uid 和 gid 由索引節(jié)點(diǎn)的屬性描述。文件系統(tǒng)uid 和 gid 這兩個(gè)標(biāo)識(shí)符和上述標(biāo)識(shí)符類(lèi)似,但用于檢查對(duì)文件系統(tǒng)的訪問(wèn)許可時(shí)。處于用戶(hù)模式的 nfs 服務(wù)器作為

2、特殊進(jìn)程訪問(wèn)文件時(shí)使用這兩個(gè)標(biāo)識(shí)符。保存uid 和 gid 如果進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用修改了進(jìn)程的 uid 和 gid,這兩個(gè)標(biāo)識(shí)符則保存實(shí)際的 uid 和 gid。運(yùn)行狀態(tài) 該進(jìn)程是當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程;或者,該進(jìn)程是可以運(yùn)行的進(jìn)程,即正在等待調(diào)度程序?qū)?cpu 分配給它。等待狀態(tài) 進(jìn)程正在等待某個(gè)事件或某個(gè)資源。這種進(jìn)程又分為可中斷的進(jìn)程和不可中斷的進(jìn)程兩種??芍袛嗟牡却M(jìn)程可被信號(hào)中斷,而不可中斷的等待進(jìn)程是正在直接等待硬件狀態(tài)條件的進(jìn)程,在任何情況下都不能被中斷。停止?fàn)顟B(tài) 進(jìn)程處于停止?fàn)顟B(tài),通常由于接收到信號(hào)而停止,例如,進(jìn)程在接收到調(diào)試信號(hào)時(shí)處于停止?fàn)顟B(tài)。僵死狀態(tài) 進(jìn)程已終止,但在 task

3、 數(shù)組中仍占據(jù)著一個(gè) task_struct 結(jié)構(gòu)。顧名思義,處于這種狀態(tài)的進(jìn)程實(shí)際是死進(jìn)程。task_structfsfilesfs_structcountumask*root*pwdfiles_structcountclose_on_execopen_fsfd0fd1fd255inodeinodef_modefilef_posf_flagsf_countf_ownerf_inodef_opf_versioninode文件操作例程集圖5.1 進(jìn)程的文件信息 task_structmmcountmm_structpgdmmap_semmmapmmap_avlcountvm_flagsvm_en

4、dvm_area_structvm_startvm_inodevm_opscountvm_flagsvm_endvm_area_structvm_startvm_inodevm_opsvm_next進(jìn)程虛擬內(nèi)存數(shù)據(jù)代碼0 x0000000 x10480000 x8059bbvm_next圖5.2 進(jìn)程的虛擬內(nèi)存示意 real該定時(shí)器實(shí)時(shí)更新,到期時(shí)發(fā)送 sigalrm 信號(hào)。virtual該定時(shí)器只在進(jìn)程運(yùn)行時(shí)更新,到期時(shí)發(fā)送 sigvtalrm 信號(hào)。profile該定時(shí)器在進(jìn)程運(yùn)行時(shí),以及內(nèi)核代表進(jìn)程運(yùn)行時(shí)更新,到期時(shí)發(fā)送 sigprof 信號(hào)。 linux 對(duì) virtual 和 pro

5、file 定時(shí)器的處理是相同的,在每個(gè)時(shí)鐘中斷,定時(shí)器的計(jì)數(shù)值減 1,直到計(jì)數(shù)值為 0 時(shí)發(fā)送信號(hào)。real 定時(shí)器的處理比較特殊。 會(huì)話 前臺(tái)進(jìn)程組 后臺(tái)進(jìn)程組 后臺(tái)進(jìn)程組 領(lǐng)頭 進(jìn)程 領(lǐng)頭 進(jìn)程 領(lǐng)頭 進(jìn)程 圖5.3 會(huì)話和進(jìn)程、進(jìn)程組父進(jìn)程的文件描述符子進(jìn)程的文件描述符file 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖5.4 父進(jìn)程和子進(jìn)程共享打開(kāi)的文件 圖5.5 競(jìng)爭(zhēng)條件(racing conditions) 圖5.6 臨界區(qū)字段描述policy(策略) 系統(tǒng)對(duì)該進(jìn)程實(shí)施的調(diào)度策略。linux 進(jìn)程有兩種類(lèi)型的進(jìn)程:一般進(jìn)程和實(shí)時(shí)進(jìn)程。實(shí)時(shí)進(jìn)程比所有一般進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)高,只有一個(gè)實(shí)時(shí)進(jìn)程可以運(yùn)行,調(diào)度程序就會(huì)選擇該進(jìn)

6、程運(yùn)行。對(duì)實(shí)時(shí)進(jìn)程而言,有兩種調(diào)度策略,一種稱(chēng)為“循環(huán)賽 (round robin)”,另一種稱(chēng)為“先進(jìn)先出 (first in first out)”。priority(優(yōu)先級(jí)) 這是系統(tǒng)為進(jìn)程給定的優(yōu)先級(jí),可通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或 renice 命令修改該進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)實(shí)際是從進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行算起的、允許進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)間值(以 jiffies 為單位)。rt_priority(實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí))這是系統(tǒng)為實(shí)時(shí)進(jìn)程給定的相對(duì)優(yōu)先級(jí)。counter(計(jì)數(shù)器) 這是進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)間值(以 jiffies 為單位)。開(kāi)始運(yùn)行時(shí)設(shè)置為 priority,每次時(shí)鐘中斷該值減 1。表5.4 和進(jìn)程調(diào)度相關(guān)的 task_

7、struct 信息elf 可執(zhí)行映象e_idente_entrye_phoffe_phentsizee_phnum代碼數(shù)據(jù)p_typep_offsetp_vaddrp_fileszp_memszp_flagsp_typep_offsetp_vaddrp_fileszp_memszp_flagse l f0 x804809052322pt_load00 x80480006853268532pf_r, pf_xpt_load685360 x8059bb822004248pf_r, pf_w物理頭物理頭圖5.7 一個(gè)簡(jiǎn)單的 elf 可執(zhí)行文件的布局 值c 語(yǔ)言宏名用途1sighup從終端上發(fā)出的結(jié)束

8、信號(hào)2sigint來(lái)自鍵盤(pán)的中斷信號(hào)(ctrl-c)3sigquit來(lái)自鍵盤(pán)的退出信號(hào)(ctrl-)8sigfpe浮點(diǎn)異常信號(hào)(例如浮點(diǎn)運(yùn)算溢出)9sigkill該信號(hào)結(jié)束接收信號(hào)的進(jìn)程14sigalrm進(jìn)程的定時(shí)器到期時(shí),發(fā)送該信號(hào)15sigtermkill 命令發(fā)出的信號(hào)17sigchld標(biāo)識(shí)子進(jìn)程停止或結(jié)束的信號(hào)19sigstop來(lái)自鍵盤(pán)(ctrl-z)或調(diào)試程序的停止執(zhí)行信號(hào)進(jìn)程 1file 結(jié)構(gòu) f_mode f_pos f_flags f_count f_owner f_inode f_version f_op進(jìn)程 2file 結(jié)構(gòu) f_mode f_pos f_flags f_c

9、ount f_owner f_inode f_version f_op inode 數(shù)據(jù)頁(yè)管道寫(xiě)操作集管道讀操作集圖5.8 管道示意圖 msqid_dsipc*msg_last*msg_firsttimes*wwait*rwaitmsg_qnummsg*msg_nextmsg_type*msg_spotmsg_stimemassagemsg_tsmsg_tsmsg*msg_nextmsg_type*msg_spotmsg_stimemassagemsg_tsmsg_tsmsg_qnum圖5.9 system v ipc 機(jī)制消息隊(duì)列 semid_dsipctimessem_basesem_pe

10、ndingsem_pending_lastsem_nsemsundoproc_nextid_nextsemadjsemidsem_undonextprevundosleepersem_queuepidstatussmasopsnsops信號(hào)量數(shù)組圖5.10 system v ipc 機(jī)制信號(hào)量 shmid_dsipcshm_segsztimesshm_npagesshm_pagesattachesptepteptevm_area_structvm_next_sharedvm_area_structvm_next_shared圖5.11 system v ipc 機(jī)制共享內(nèi)存 nextsync*

11、routine()*datanextsync*routine()*data任務(wù)隊(duì)列tq_structtq_struct圖 5.12 任務(wù)隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) timer(定時(shí)器) 該隊(duì)列用于對(duì)需要在系統(tǒng)時(shí)鐘周期之后盡可能快地完成的任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)。每次時(shí)鐘周期中,都要檢查隊(duì)列是否為空,如果不為空則定時(shí)器隊(duì)列底層處理過(guò)程將激活此任務(wù)。在隨后運(yùn)行的調(diào)度程序中,定時(shí)器隊(duì)列底層處理例程被調(diào)用,從而定時(shí)器隊(duì)列中排隊(duì)的任務(wù)也被處理。immediate(立即) 該隊(duì)列在調(diào)度程序處理活動(dòng)的底層處理程序時(shí)處理。因?yàn)?immediate 底層處理過(guò)程的優(yōu)先級(jí)較低,因此比起定時(shí)器底層處理過(guò)程,對(duì)這些任務(wù)的處理要稍微拖后一些。scheduler(調(diào)度程序) 該任務(wù)隊(duì)列由調(diào)度程序直接處理。該隊(duì)列用來(lái)支持系統(tǒng)中的其他任務(wù)隊(duì)列,這種情況下,要運(yùn)行的任務(wù)實(shí)際是處理某個(gè)任務(wù)隊(duì)列的例程。nexttasknexttaskwait_queuewait_queuetask_struct.task_struct.圖 5.13 linux 中的等待隊(duì)列 count(計(jì)數(shù)) 該域用來(lái)跟蹤希望訪問(wèn)該資源的進(jìn)程個(gè)數(shù)。正值表示資源是可用的,而負(fù)值或零表示有進(jìn)程正在等待該資源。該計(jì)數(shù)的初始值為 1,表明同一時(shí)刻有且只能有一個(gè)進(jìn)程可訪

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