摘要:随着计算机开发以及教学工作的深入,大家也不可避免的要接触到基于linux内核的各种操作系统。如何迈入linux的大门,并充分利用linux开源、灵活等特性呢?解读内核源码无疑是理解并掌握linux的关键。本篇文章,主要是对linux内核进程管理部分进行笼统的解读,帮助读者快速掌握linux进程管理的主线,对读者的理解起到抛砖引玉的作用。
关键词:linux2.6;内核代码;进程管理
一
linux是最受欢迎的自由电脑操作系统内核。它是一个用c语言写成,符合posix标准的类unix操作系统。linux最早是由芬兰黑客 linus torvalds为尝试在英特尔x86架构上提供自由免费的类unix操作系统而开发的。技术上说linux是一个内核。“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。一个内核不是一套完整的操作系统。一套基于linux内核的完整操作系统叫作linux操作系统,或是gnu/linux。
linux内核的主要模块(或组件)分以下几个部分:存储管理、cpu和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信,以及系统的初始化(引导)、系统调用等。一般地,可以从linux 内核版本号来区分系统是否是linux稳定版还是测试版。以版本2.4.0为例,2代表主版本号,4代表次版本号,0代表改动较小的末版本号。在版本号中,序号的第二位为偶数的版本表明这是一个可以使用的稳定版本,如2.2.5,而序号的第二位为奇数的版本一般有一些新的东西加入,是个不一定很稳定的测试版本,如2.3.1。这样稳定版本来源于上一个测试版升级版本号,而一个稳定版本发展到完全成熟后就不再发展。本文是针对2.4.0版本内核进行分析。有于篇幅有限阅读前需要读者自行下载相应内核源码。
二
schedule()函数首先对所有进程进行检测,唤醒任何一个已经得到信号的任务。主要是任务数组中的每个进程,检测其报警定时值alarm。若alarmnr_active
+ expired->nr_active
ii.prio_array_t *active, *expired, arrays[2];// 两个子队列
就绪队列根据时间片是否被用完分为了active队列和expired队列。queue是指定优先级进程list的指针,如queue[i]就是priority为 i 的进程的指针。bitmap是一张优先级的位图,或者可以说的位数组,每一位代表了一个优先级(类似uc/os-ii)。
max_prio指的是优先级的数量.
以上是对linux 2.4.0版本内核源码进程管理部分的概括分析,主要用来为linux源码解读做一个引导,起到抛砖引玉的作用。但是由于时间,篇幅等种种原因,无法将全部函数调用以及相关代码一一呈现在读者面前,还望见谅。
实验2过程管理实验报告学生号姓名班级电气工程系过程、过程控制块等基本原理过程的含义：过程是程序运行过程中对数据集的处理，以及由独立单元对系统资源的分配和调度。在不同的数据集上运行程序，甚至在同一数据集上运行多个程序，是一个不同的过程。（2）程序状态：一般来说，一个程序必须有三种基本状态：就绪、执行和阻塞。然而，在许多系统中，过程的状态变化可以更好地描述，并且增加了两种状态：新状态和终端状态。1）就绪状态，当一个进程被分配了除处理器（CPU）以外的所有必要资源时，只要获得了处理器，进程就可以立即执行。此时，进程状态称为就绪状态。在系统中，多个进程可以同时处于就绪状态。通常，这些就绪进程被安排在一个或多个队列中，这些队列称为就绪队列。2）一旦处于就绪状态的进程得到处理器，它就可以运行了。进程的状态称为执行状态。在单处理器系统中，只有一个进程在执行。在多处理器系统中，可能有多个进程在执行中。3）阻塞状态由于某些事件（如请求输入和输出、额外空间等），执行进程被挂起。这称为阻塞状态，也称为等待状态。通常，处于阻塞状态的进程被调度为-？这个队列称为阻塞队列。4）新状态当一个新进程刚刚建立并且还没有放入就绪队列中时，它被称为新状态。5）终止状态是
什么时候-？进程已正常或异常终止，操作系统已将其从系统队列中删除，但尚未取消。这就是所谓的终结状态。（3）过程控制块是过程实体的重要组成部分，是操作系统中最重要的记录数据。控制块PCB记录操作系统描述过程和控制过程操作所需的所有信息。通过PCB，一个不能独立运行的程序可以成为一个可以独立运行的基本单元，并且可以同时执行一个进程。换句话说，在进程的整个生命周期中，操作系统通过进程PCB管理和控制并发进程。过程控制块是系统用于过程控制的数据结构。系统根据进程的PCB来检测进程是否存在。因此，进程控制块是进程存在的唯一标志。当系统创建一个进程时，它需要为它创建一个PCB；当进程结束时，系统回收其PCB，进程结束。过程控制块的内容过程控制块主要包括以下四个方面的信息。过程标识信息过程标识用于对过程进行标识，通常有外部标识和内部标识。外部标识符由流程的创建者命名。通常是一串字母和数字。当用户访问进程时使用。外部标识符很容易记住。内部标识符是为了方便系统而设置的。操作系统为每个进程分配一个唯一的整数作为内部标识符。通常是进程的序列号。描述性信息（process scheduling message）描述性信息是与流程调度相关的一些有关流程状态的信息，包括以下几个方面。流程状态：表
实验二进程管理 （一）实验目的或实验原理 1．加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。 2．进一步认识并发执行的实质。 3．分析进程竞争资源现象，学习解决进程互斥的方法。 4．了解Linux系统中进程通信的基本原理。 （二）实验内容 1．进程的创建。 2．进程的控制。 3．①编写一段程序，使其现实进程的软中断通信。 要求：使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按DEL键）；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止： Child Processll is Killed by Parent! Child Processl2 is Killed by Parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止 Parent Process is Killed! ②在上面的程序中增加语句signal (SIGNAL, SIG-IGN) 和signal (SIGQUIT, SIG-IGN), 观察执行结果，并分析原因。 4．进程的管道通信。 编制一段程序，实现进程的管理通信。 使用系统调用pipe()建立一条管道线；两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。 要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。 实验2 指导 [实验内容] 1．进程的创建 〈任务〉 编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符；父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 〈程序〉 #include<> main() { int p1,p2; if(p1=fork()) /*子进程创建成功*/ p utchar('b'); else { if(p2=fork()) /*子进程创建成功*/
实验一进程管理 一、目的 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。 二、实验内容及要求 1、设计进程控制块PCB的结构（PCB结构通常包括以下信息：进程名（进程ID）、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删）。为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。 2、系统资源(r1…r w),共有w类，每类数目为r1…r w。随机产生n进程P i(id,s(j,k)，t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间，在运行过程中，会随机申请新的资源。 3、每个进程可有三个状态（即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B），并假设初始状态为就绪状态。建立进程就绪队列。 4、编制进程调度算法：时间片轮转调度算法 本程序用该算法对n个进程进行调度，进程每执行一次，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在调度算法中，采用固定时间片（即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了1个单位），这时，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1，并排列到就绪队列的尾上。 三、实验环境 操作系统环境：Windows系统。 编程语言：C#。 四、实验思路和设计 1、程序流程图
2、主要程序代码 //PCB结构体 struct pcb { public int id; //进程ID public int ra; //所需资源A的数量 public int rb; //所需资源B的数量 public int rc; //所需资源C的数量 public int ntime; //所需的时间片个数 public int rtime; //已经运行的时间片个数 public char state; //进程状态，W（等待）、R（运行）、B（阻塞） //public int next; } ArrayList hready = new ArrayList(); ArrayList hblock = new ArrayList(); Random random = new Random(); //ArrayList p = new ArrayList(); int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数，n为初始化进程个数 //r为可随机产生的进程数（r=m-n） //a，b，c分别为A，B，C三类资源的总量 //i为进城计数，i=1…n //h为运行的时间片次数，time1Inteval为时间片大小（毫秒） //对进程进行初始化，建立就绪数组、阻塞数组。 public void input()//对进程进行初始化，建立就绪队列、阻塞队列 { m = int.Parse(textBox4.Text); n = int.Parse(textBox5.Text); a = int.Parse(textBox6.Text); b = int.Parse(textBox7.Text); c = int.Parse(textBox8.Text); a1 = a; b1 = b; c1 = c; r = m - n; time1Inteval = int.Parse(textBox9.Text); timer1.Interval = time1Inteval; for (i = 1; i <= n; i++) { pcb jincheng = new pcb(); jincheng.id = i; jincheng.ra = (random.Next(a) + 1); jincheng.rb = (random.Next(b) + 1); jincheng.rc = (random.Next(c) + 1); jincheng.ntime = (random.Next(1, 5)); jincheng.rtime = 0;
linux源代码分析:Linux操作系统源代码详细分析 疯狂代码 https://www.doczj.com/doc/a42405310.html,/ ?:http:/https://www.doczj.com/doc/a42405310.html,/Linux/Article28378.html 内容介绍: Linux 拥有现代操作系统所有功能如真正抢先式多任务处理、支持多用户内存保护虚拟内存支持SMP、UP符合POSIX标准联网、图形用户接口和桌面环境具有快速性、稳定性等特点本书通过分析Linux内核源代码充分揭示了Linux作为操作系统内核是如何完成保证系统正常运行、协调多个并发进程、管理内存等工作现实中能让人自由获取系统源代码并不多通过本书学习将大大有助于读者编写自己新 第部分 Linux 内核源代码 arch/i386/kernel/entry.S 2 arch/i386/kernel/init_task.c 8 arch/i386/kernel/irq.c 8 arch/i386/kernel/irq.h 19 arch/i386/kernel/process.c 22 arch/i386/kernel/signal.c 30 arch/i386/kernel/smp.c 38 arch/i386/kernel/time.c 58 arch/i386/kernel/traps.c 65 arch/i386/lib/delay.c 73 arch/i386/mm/fault.c 74 arch/i386/mm/init.c 76 fs/binfmt-elf.c 82 fs/binfmt_java.c 96 fs/exec.c 98 /asm-generic/smplock.h 107 /asm-i386/atomic.h 108 /asm- i386/current.h 109 /asm-i386/dma.h 109 /asm-i386/elf.h 113 /asm-i386/hardirq.h 114 /asm- i386/page.h 114 /asm-i386/pgtable.h 115 /asm-i386/ptrace.h 122 /asm-i386/semaphore.h 123 /asm-i386/shmparam.h 124 /asm-i386/sigcontext.h 125 /asm-i386/siginfo.h 125 /asm-i386/signal.h 127 /asm-i386/smp.h 130 /asm-i386/softirq.h 132 /asm-i386/spinlock.h 133 /asm-i386/system.h 137 /asm-i386/uaccess.h 139 //binfmts.h 146 //capability.h 147 /linux/elf.h 150 /linux/elfcore.h 156 /linux/errupt.h 157 /linux/kernel.h 158 /linux/kernel_stat.h 159 /linux/limits.h 160 /linux/mm.h 160 /linux/module.h 164 /linux/msg.h 168 /linux/personality.h 169 /linux/reboot.h 169 /linux/resource.h 170 /linux/sched.h 171 /linux/sem.h 179 /linux/shm.h 180 /linux/signal.h 181 /linux/slab.h 184 /linux/smp.h 184 /linux/smp_lock.h 185 /linux/swap.h 185 /linux/swapctl.h 187 /linux/sysctl.h 188 /linux/tasks.h 194 /linux/time.h 194 /linux/timer.h 195 /linux/times.h 196 /linux/tqueue.h 196 /linux/wait.h 198 init/.c 198 init/version.c 212 ipc/msg.c 213 ipc/sem.c 218 ipc/shm.c 227 ipc/util.c 236 kernel/capability.c 237 kernel/dma.c 240 kernel/exec_do.c 241 kernel/exit.c 242 kernel/fork.c 248 kernel/info.c 255 kernel/itimer.c 255 kernel/kmod.c 257 kernel/module.c 259 kernel/panic.c 270 kernel/prk.c 271 kernel/sched.c 275 kernel/signal.c 295 kernel/softirq.c 307 kernel/sys.c 307 kernel/sysctl.c 318 kernel/time.c 330 mm/memory.c 335 mm/mlock.c 345 mm/mmap.c 348 mm/mprotect.c 358 mm/mremap.c 361 mm/page_alloc.c 363 mm/page_io.c 368 mm/slab.c 372 mm/swap.c 394 mm/swap_state.c 395 mm/swapfile.c 398 mm/vmalloc.c 406 mm/vmscan.c 409
Linux 进程管理实验 一、实验内容： 1. 利用bochs观测linux0.11下的PCB进程控制结构。 2. 利用bochs观测linux0.11下的fork.c源代码文件，简单分析其中的重要函数。 3. 在fork.c适当位置添加代码，以验证fork函数的工作原理。 二、Linux进程管理机制分析 Linux有两类进程：一类是普通用户进程，一类是系统进程，它既可以在用户空间运行，又可以通过系统调用进入内核空间，并在内核空间运行；另一类叫做内核进程，这种进程只能在内核空间运行。在以i386为平台的Linux系统中，进程由进程控制块，系统堆栈，用户堆栈，程序代码及数据段组成。Linux系统中的每一个用户进程有两个堆栈：一个叫做用户堆栈，它是进程运行在用户空间时使用的堆栈；另一个叫做系统堆栈，它是用户进程运行在系统空间时使用的堆栈。 1.Linux进程的状态： Linux进程用进程控制块的state域记录了进程的当前状态，一个Linux 进程在它的生存期中，可以有下面6种状态。 1.就绪状态(TASK_RUNNING)：在此状态下，进程已挂入就绪队列，进入准备运行状态。 2.运行状态(TASK_RUNNING)：当进程正在运行时，它的state域中的值不改变。但是Linux会用一个专门指针(current)指向当前运行的
任务。 3.可中断等待状态(TASK_INTERRUPTIBLE)：进程由于未获得它所申请的资源而处在等待状态。不管是资源有效或者中断唤醒信号都能使等待的进程脱离等待而进入就绪状态。即”浅睡眠状态”。 4.不可中断等待状态(TASK_UNINTERRUPTIBLE)：这个等待状态与上面等待状态的区别在于只有当它申请的资源有效时才能被唤醒，而其它信号不能。即“深睡眠状态”。 5.停止状态（TASK_STOPPED)：当进程收到一个SIGSTOP信号后就由运行状态进入停止状态，当收到一个SINCONT信号时，又会恢复运行状态。挂起状态。 6.终止状态（TASK_ZOMBIE)：进程因某种原因终止运行，但进程控制块尚未注销。即“僵死状态”。 状态图如下所示： 2.Linux进程控制块：
Linux操作系统进程管理的分析与应用（1）发布时间：2006.05.19 07:12来源：LinuxSir作者：北南南北目录 1、程序和进程； 1.1 进程分类； 1.2 进程的属性； 1.3 父进程和子进程； 2、进程管理； 2.1 ps 监视进程工具； 2.1.1 ps参数说明； 2.1.2 ps 应用举例； 2.2 pgrep 3、终止进程的工具 kill 、killall、pkill、xkill； 3.1 kill 3.2 killall 3.3 pkill 3.4 xkill 4、top 监视系统任务的工具； 4.1 top 命令用法及参数； 4.2 top 应用举例； 5、进程的优先级： nice和renice； 6、关于本文； 7、后记； 8、参考文档； 9、相关文档； 1、程序和进程； 程序是为了完成某种任务而设计的软件，比如OpenOffice是程序。什么是进程呢？进程就是运行中的程序。 一个运行着的程序，可能有多个进程。比如 https://www.doczj.com/doc/a42405310.html, 所用的WWW服务器是apache服务器，当管理员启动服务后，可能会有好多人来访问，也就是说许多用户来同时请求httpd服务，
apache服务器将会创建有多个httpd进程来对其进行服务。 1.1 进程分类； 进程一般分为交互进程、批处理进程和守护进程三类。 值得一提的是守护进程总是活跃的，一般是后台运行，守护进程一般是由系统在开机时通过脚本自动激活启动或超级管理用户root来启动。比如在Fedora或Redhat中，我们可以定义httpd 服务器的启动脚本的运行级别，此文件位于/etc/init.d目录下，文件名是httpd， /etc/init.d/httpd 就是httpd服务器的守护程序，当把它的运行级别设置为3和5时，当系统启动时，它会跟着启动。 [root@localhost ~]# chkconfig --level 35 httpd on 由于守护进程是一直运行着的，所以它所处的状态是等待请求处理任务。比如，我们是不是访问 https://www.doczj.com/doc/a42405310.html, ，https://www.doczj.com/doc/a42405310.html, 的httpd服务器都在运行，等待着用户来访问，也就是等待着任务处理。 Linux操作系统进程管理的分析与应用（2）发布时间：2006.05.19 07:12来源：LinuxSir作者：北南南北 1.2 进程的属性； 进程ID（PID)：是唯一的数值，用来区分进程； 父进程和父进程的ID（PPID)； 启动进程的用户ID（UID）和所归属的组（GID）； 进程状态：状态分为运行R、休眠S、僵尸Z； 进程执行的优先级； 进程所连接的终端名； 进程资源占用：比如占用资源大小（内存、CPU占用量）； 1.3 父进程和子进程； 他们的关系是管理和被管理的关系，当父进程终止时，子进程也随之而终止。但子进程终止，父进程并不一定终止。比如httpd服务器运行时，我们可以杀掉其子进程，父进程并不会因为子进程的终止而终止。 在进程管理中，当我们发现占用资源过多，或无法控制的进程时，应该杀死它，以保护系统的稳定安全运行；
操作系统进程管理实验 实验题目： （1）进程的创建编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （2）进程的控制修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。 （3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。要求：使用系统调用fork( )创建两个子进程，再用系统调用signal( )让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Del键）；当捕捉到中断信号后，父进程调用系统调用kill( )向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：Child process 1 is killed by parent! Child process 2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：Parent process is killed! 在上面的程序中增加语句signal(SIGINT, SIG_IGN)和signal(SIGQUIT, SIG_IGN)，观察执行结果，并分析原因。 （4）进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管道通信。使用系统调用pipe( )建立一条管道线；两个进程P1和P2分别向管道各写一句话：Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。 实验源程序及报告： （1）、进程的创建 #include
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（2）及时处理数据包技术 QoS有个技术难点：将数据包入队，然后发送队列中合适的数据包，那么如何做到队列中的数
激活状态的队列是否能保证队列中的数据包被及时的发送吗？接下来看一下，激活状态的队列的 证了数据包会被及时的发送。 这是linux内核发送软中断的机制，IMQ就是利用了这个机制，不同点在于：正常的发送队列是将数据包发送给网卡驱动，而IMQ队列是将数据包发送给okfn函数。
目录：（内容较多，加个目录） |-进程管理 进程常用命令 |- w查看当前系统信息 |- ps进程查看命令 |- kill终止进程 |- 一个存放内存中的特殊目录/proc |- 进程的优先级 |- 进程的挂起与恢复 |- 通过top命令查看进程 计划任务 |- 计划任务的重要性 |- 一次性计划at和batch |- 周期性计划crontab 进程管理的概念 进程和程序区别 1.程序是静态概念，本身作为一种软件资源长期保存；而进程是程序的执行过程，它是动态概念，有一定的生命期，是动态产生和消亡的。 2.程序和进程无一一对应关系。一个程序可以由多个时程公用；另一一方面，一个进程在活动中有可顺序地执行若干个程序 父子进程的关系 1.子进程是由一个进程所产生的进程，产生这个子进程的进程称为父进程 2.在linux系统中，使用系统调用fork创建进程。fork复制的内容包括父进程的数据和堆栈段以及父进程的进程环境。 3.父进程终止子进程自然终止。 前台进程和后台进程 前台进程 在shell提示处理打入命令后，创建一个子进程，运行命令，Shell等待命令退出，然后返回到对用户给出提示符。这条命令与Shell异步运行，即在前台运行，用户在它完成之前不能执行别一个命令
很简单，我们在执行这个查找命令时，无法进行其它操作，这个查找就属于前台进程 后台进程 在Shell提示处打入命令，若后随一个&，Shell创建子进程运行此命令，但不等待命令退出，而直接返回到对用户给出提示。这条命令与Shell同步运行，即在后台运行。“后台进程必须是非交互式的” 再来看这个命令就变成了后台进程，我们用同样的条件进行查找，把查找记过放到hzh/test/init.find这个文件中。不影响我们前台其它的操作。 进程的状态
Linux内核分析方法 Linux的最大的好处之一就是它的源码公开。同时，公开的核心源码也吸引着无数的电脑爱好者和程序员；他们把解读和分析Linux的核心源码作为自己的最大兴趣，把修改Linux源码和改造Linux系统作为自己对计算机技术追求的最大目标。 Linux内核源码是很具吸引力的，特别是当你弄懂了一个分析了好久都没搞懂的问题；或者是被你修改过了的内核，顺利通过编译，一切运行正常的时候。那种成就感真是油然而生！而且，对内核的分析，除了出自对技术的狂热追求之外，这种令人生畏的劳动所带来的回报也是非常令人着迷的，这也正是它拥有众多追随者的主要原因： ?首先，你可以从中学到很多的计算机的底层知识，如后面将讲到的系统的引导和硬件提供的中断机制等；其它，象虚拟存储的实现机制，多任务机制，系统保护机制等等，这些都是非都源码不能体会的。 ?同时，你还将从操作系统的整体结构中，体会整体设计在软件设计中的份量和作用，以及一些宏观设计的方法和技巧：Linux的内核为上层应用提供一个与具体硬件不相关的平台； 同时在内核内部，它又把代码分为与体系结构和硬件相关的部分，和可移植的部分；再例如，Linux虽然不是微内核的，但他把大部分的设备驱动处理成相对独立的内核模块，这样减小了内核运行的开销，增强了内核代码的模块独立性。 ?而且你还能从对内核源码的分析中，体会到它在解决某个具体细节问题时，方法的巧妙：如后面将分析到了的Linux通过Botoom_half机制来加快系统对中断的处理。 ?最重要的是：在源码的分析过程中，你将会被一点一点地、潜移默化地专业化。一个专业的程序员，总是把代码的清晰性，兼容性，可移植性放在很重要的位置。他们总是通过定义大量的宏，来增强代码的清晰度和可读性，而又不增加编译后的代码长度和代码的运行效率； 他们总是在编码的同时，就考虑到了以后的代码维护和升级。甚至，只要分析百分之一的代码后，你就会深刻地体会到，什么样的代码才是一个专业的程序员写的，什么样的代码是一个业余爱好者写的。而这一点是任何没有真正分析过标准代码的人都无法体会到的。 然而，由于内核代码的冗长，和内核体系结构的庞杂，所以分析内核也是一个很艰难，很需要毅力的事；在缺乏指导和交流的情况下，尤其如此。只有方法正确，才能事半功倍。正是基于这种考虑，作者希望通过此文能给大家一些借鉴和启迪。 由于本人所进行的分析都是基于2.2.5版本的内核；所以，如果没有特别说明，以下分析都是基于i386单处理器的2.2.5版本的Linux内核。所有源文件均是相对于目录/usr/src/linux的。 方法之一：从何入手 要分析Linux内核源码，首先必须找到各个模块的位置，也即要弄懂源码的文件组织形式。虽然对于有经验的高手而言，这个不是很难；但对于很多初级的Linux爱好者，和那些对源码分析很
进程介绍 程序和进程 程序是为了完成某种任务而设计的软件，比如OpenOffice是程序。什么是进程呢？进程就是运行中的程序。 一个运行着的程序，可能有多个进程。比如自学it网所用的WWW服务器是apache服务器，当管理员启动服务后，可能会有好多人来访问，也就是说许多用户来同时请求httpd服务，apache服务器将会创建有多个httpd进程来对其进行服务。 进程分类 进程一般分为交互进程、批处理进程和守护进程三类。 值得一提的是守护进程总是活跃的，一般是后台运行，守护进程一般是由系统在开机时通过脚本自动激活启动或超级管理用户root来启动。比如在 Redhat中，我们可以定义httpd 服务器的启动脚本的运行级别，此文件位于/etc/init.d目录下，文件名是httpd，/etc/init.d/httpd 就是httpd服务器的守护程序，当把它的运行级别设置为3和5时，当系统启动时，它会跟着启动。 [root@localhost ~]# chkconfig --level 35 httpd on 进程的属性： 进程ID（PID)：是唯一的数值，用来区分进程； 父进程和父进程的ID（PPID)； 启动进程的用户ID（UID）和所归属的组（GID）； 进程状态：状态分为运行R、休眠S、僵尸Z； 进程执行的优先级； 进程所连接的终端名； 进程资源占用：比如占用资源大小（内存、CPU占用量）； 父进程和子进程： 他们的关系是管理和被管理的关系，当父进程终止时，子进程也随之而终止。但子进程终止，父进程并不一定终止。比如httpd服务器运行时，我们可以杀掉其子进程，父进程并不会因为子进程的终止而终止。 在进程管理中，当我们发现占用资源过多，或无法控制的进程时，应该杀死它，以保护系统的稳定安全运行； 进程管理
实验二进程管理 实验目的 通过进程的创建、撤销和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确进程与程序的区别。 实验内容 1、了解系统调用fork()、exec()、exit()和waitpid()的功能和实现过程。 2、编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 3、编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程，子进程通过系统调用exec()更换自己的执行代码，显示新的代码“new program.”后，调用exit()结束。而父进程则调用waitpid()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程的标识符，然后正常结束。
实验指导 一、所涉及的系统调用 1、getpid 在2.4.4版内核中，getpid是第20号系统调用，其在Linux函数库中的原型是： getpid的作用很简单，就是返回当前进程的进程ID，请大家看以下的例子： 这个程序的定义里并没有包含头文件sys/types.h，这是因为我们在程序中没有用到pid_t类型，pid_t类型即为进程ID的类型。事实上，在i386架构上（就是我们一般
PC计算机的架构），pid_t类型是和int类型完全兼容的，我们可以用处理整形数的方法去处理pid_t类型的数据，比如，用"%d"把它打印出来。 编译并运行程序getpid_test.c： 再运行一遍： 正如我们所见，尽管是同一个应用程序，每一次运行的时候，所分配的进程标识符都不相同。 2、fork 在2.4.4版内核中，fork是第2号系统调用，其在Linux函数库中的原型是：
Linux的内核源代码可以从很多途径得到。一般来讲，在安装的linux系统下，/usr/src/linux 目录下的东西就是内核源代码。另外还可以从互连网上下载,解压缩后文件一般也都位于linux目录下。内核源代码有很多版本，目前最新的版本是2.2.14。 许多人对于阅读Linux内核有一种恐惧感，其实大可不必。当然，象Linux内核这样大而复杂的系统代码，阅读起来确实有很多困难，但是也不象想象的那么高不可攀。只要有恒心，困难都是可以克服的。任何事情做起来都需要有方法和工具。正确的方法可以指导工作，良好的工具可以事半功倍。对于Linux内核源代码的阅读也同样如此。下面我就把自己阅读内核源代码的一点经验介绍一下，最后介绍Window平台下的一种阅读工具。 对于源代码的阅读，要想比较顺利，事先最好对源代码的知识背景有一定的了解。对于linux内核源代码来讲，基本要求是：⑴操作系统的基本知识；⑵对C语言比较熟悉，最好要有汇编语言的知识和GNU C对标准C的扩展的知识的了解。另外在阅读之前，还应该知道Linux内核源代码的整体分布情况。我们知道现代的操作系统一般由进程管理、内存管理、文件系统、驱动程序、网络等组成。看一下Linux内核源代码就可看出，各个目录大致对应了这些方面。Linux内核源代码的组成如下（假设相对于linux目录）： arch这个子目录包含了此核心源代码所支持的硬件体系结构相关的核心代码。如对于X86平台就是i386。 include这个目录包括了核心的大多数include文件。另外对于每种支持的体系结构分别有一个子目录。 init此目录包含核心启动代码。 mm此目录包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下，如对应于X86的就是arch/i386/mm/fault.c。 drivers系统中所有的设备驱动都位于此目录中。它又进一步划分成几类设备驱动，每一种也有对应的子目录，如声卡的驱动对应于drivers/sound。 ipc此目录包含了核心的进程间通讯代码。 modules此目录包含已建好可动态加载的模块。 fs Linux支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应，如ext2文件系统对应的就是ext2子目录。 kernel主要核心代码。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。 net核心的网络部分代码。里面的每个子目录对应于网络的一个方面。 lib此目录包含了核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在arch/*/lib/目录下。
(1) 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。 (2) 进一步认识并发执行的实质。 (3) 学习通过进程执行新的U 标程序的方法。 (4) 了解Linux 系统中进程信号处理的基本原理。 Red Hat Linux (1)进程的创建 编写一段程序，使用系统调用fork ()创建两个子进程，当此进程运 行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动，让每一个进程在 屏幕上显示一个字符，父进程显示字符“a” ；子进程分别显示字符 “b”和字符“c” ,试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 程序代码： # include
实验项目二进程管理 一、实验目的 1.理解进程的概念，掌握父、子进程创建的方法。 2.认识和了解并发执行的实质，掌握进程的并发及同步操作。 二、实验内容 1.编写一C语言程序，实现在程序运行时通过系统调用fork( ) 创建两个子进程，使父、子三进程并发执行，父亲进程执行 时屏幕显示“I am father ，”儿子进程执行时屏幕显示“I am son ”，女儿进程执行时屏幕显示“ I am daughter。” 2.多次连续反复运行这个程序，观察屏幕显示结果的顺序，直 至出现不一样的情况为止。记下这种情况，试简单分析其原 因。 3.修改程序，在父、子进程中分别使用wait() 、exit()等系统调用 “实现”其同步推进，并获取子进程的ID 号及结束状态值。 多次反复运行改进后的程序，观察并记录运行结果。 三、源程序及运行结果 源程序 1： #include
pid = fork(); if (pid == -1) { printf("failed"); exit(1); } else if (pid == 0) { a = "I am son"; } else { a = "I am father"; pid = fork(); if (pid == -1) { printf("failed"); exit(1); } else if (pid == 0) { a = "I am daughter"; } } for (num=3;num>0;num--) { puts(a); sleep(1); } exit(0); } 运行结果：
linux源代码分析实验报告格式
Linux的fork、exec、wait代码的分析 指导老师：景建笃 组员：王步月 张少恒 完成日期:2005-12-16
一、 设计目的 1.通过对Linux 的fork 、exec 、wait 代码的分析,了解一个操作系统进程的创建、 执行、等待、退出的过程,锻炼学生分析大型软件代码的能力； 2.通过与同组同学的合作,锻炼学生的合作能力。 二、准备知识 由于我们选的是题目二，所以为了明确分工，我们必须明白进程的定义。经过 查阅资料，我们得知进程必须具备以下四个要素： 1、有一段程序供其执行。这段程序不一定是进程专有，可以与其他进程共用。 2、有起码的“私有财产”，这就是进程专用的系统堆栈空间 3、有“户口”，这就是在内核中有一个task_struct 结构，操作系统称为“进程控制 块”。有了这个结构，进程才能成为内核调度的一个基本单位。同时，这个结构又 是进程的“财产登记卡”，记录着进程所占用的各项资源。 4、有独立的存储空间，意味着拥有专有的用户空间：进一步，还意味着除前述的 系统空间堆栈外，还有其专用的用户空间堆栈。系统为每个进程分配了一个 task_struct 结构，实际分配了两个连续的物理页面（共8192字节），其图如下： Struct task_struct (大约1K) 系统空间堆栈 （大约7KB ）两个 连续 的物 理页 面 对这些基本的知识有了初步了解之后，我们按老师的建议，商量分工。如下： 四、 小组成员以及任务分配 1、王步月：分析进程的创建函数fork.c ，其中包含了get_pid 和do_fork get_pid, 写出代码分析结果，并画出流程图来表示相关函数之间的相互调用关系。所占工作 比例35%。 2、张少恒：分析进程的执行函数exec.c,其中包含了do_execve 。写出代码分析结 果，并画出流程图来表示相关函数之间的相互调用关系。所占工作比例35% 。 3、余波：分析进程的退出函数exit.c,其中包含了do_exit 、sys_wait4。写出代码 分析结果，并画出流程图来表示相关函数之间的相互调用关系。所占工作比例30% 。 五、各模块分析： 1、fork.c 一）、概述 进程大多数是由FORK 系统调用创建的.fork 能满足非常高效的生灭机制.除了 0进程等少数一,两个进程外,几乎所有的进程都是被另一个进程执行fork 系统调 用创建的.调用fork 的进程是父进程,由fork 创建的程是子进程.每个进程都有一
软件学院 欧阳光明（2021.03.07） 上机实验报告 课程名称：操作系统 实验项目：实验一：Linux环境下进程管理 实验室：耘慧402 姓名：学号： 专业班级：实验时间：
一、实验目的及要求 1.加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； 2.进一步认识并发执行的实质； 3.分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法； 4.了解Linux系统中进程通信的基本原理； 二、实验性质 1.进程的创建:编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 2.进程的控制:修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。如果在程序中使用系统调用lockf （）来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。 3.用fork( )创建一个进程，再调用exec( )用新的程序替换该子进程的内容；利用wait( )来控制进程执行顺序。 三、实验学时 实验性质：验证性 实验学时： 4学时 实验要求：必做 四、实验环境 1.实验环境： Linux系统开发环境 2.知识准备： （1） Linux系统开发环境搭建； （2） Linux环境下GCC编译器的使用； （3）语言中函数定义与调用、指针和类型的定义与使用、结构的定义、动态
内存的申请等预备知识。 五、实验内容及步骤 ①实验内容： （1）进程的创建 编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （2）进程的控制 修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。 如果在程序中使用系统调用lockf（）来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。 （3）用fork( )创建一个进程，再调用exec( )用新的程序替换该子进程的内容；利用wait( )来控制进程执行顺序。 ②实验步骤： 1.进程的创建 1.1 进程 UNIX中，进程既是一个独立拥有资源的基本单位，又是一个独立调度的基本单位。一个进程实体由若干个区（段）组成，包括程序区、数据区、栈区、共享存储区等。每个区又分为若干页，每个进程配置有唯一的进程控制块PCB，用于控制和管理进程。 PCB的数据结构如下： （1）进程表项（Process Table Entry）。包括一些最常用的核心数据： 进程标识符PID、用户标识符UID、进程状态、事件描述符、进程和U区在内存或外存的地址、软中断信号、计时域、进程的大小、偏置值nice、指向就绪队列中下一个PCB的指针P_Link、指向U区进程正文、数据及栈在内存区域的指针。 （2）U区（U Area）。用于存放进程表项的一些扩充信息。 每一个进程都有一个私用的U区，其中含有：进程表项指针、真正用户标识符