操作系统学习(二)-- 操作系统之进程与线程

操作系统之进程与线程

L8 CPU管理的直观观点

  • 管理CPPU,设定PC初值,然后按顺序从内存中取值执行

  • fprintfIO指令,执行时间比没有IO指令的慢很多,执行IO的时候CPU等着,利用率比较低。

  • 一个CPU上交替的执行多个程序:并发,PC的切换!

  • 每一个程序有一个存放信息的结构体:PCB,切换PC时的信息(位置,变量信息等)。

  • 进程概念--运行中的程序 和静态程序不同。

  • 进程有开始和结束,会走走停停,需要记录变量等,程序都没有这些特点。

L9 多进程图像

  • pid进程号,多进程图像

  • 多进程图像从启动开始到关机结束都存在。

  • 1.多进程如何组织? ----PCB+状态+队列

  • Process Control Block(PCB):用来记录进程信息的数据结构

  • 就绪队列,等待队列...

  • 进程状态图

  • 2.多进程如何交替?

  • schedulegetNext()选择就绪队列中的PCB,就是任务调度,后续学习。

  • 进程调度:FIFO(没有考虑进程执行的任务区别),Priority(进程优先级怎么设定,有些进程饥饿)

  • 交替的三个部分:队列操作,+调度+切换

  • 多进程如何影响?

  • 多个进程同时在内存中,会有相互影响,进程一可能访问进程二的内存,这样可能改变了数据

  • 多进程地址分离:映射表(每个进程有自己的映射表)

  • 多进程如何合作?

  • 共享数据,有可能访问冲突。

  • 实际:生产者-消费者实例

  • 有问题出现,进程同步(合理的推进顺序)

  • 上锁实现

  • 总结

L10 用户级线程

  • 指令切换,但是映射表不切换(内存)

  • 交替执行才是并发

  • 实现线程的切换

  • 核心是yeild函数

  • TCB线程控制块和栈相互配合

  • 两个线程一个栈,就会乱

  • 线程切换,首先将栈切换回去

  • TCB全局的数据结构

  • esp实际就是寄存器,TCB的元素

  • 两个TCB,两个栈,切换的PC在栈中

  • 用户级线程也可以实现线程的切换,都用用户控制

  • 核心级线程

  • 当核心级线程切换时,用户级线程内核不可见,看不到用户级线程,所以用户级线程都不会执行

  • 核心级线程并发性更好

L11 内核级线程

  • Kernel Threads

  • 切换指令流+切换资源(映射表)--->切换进程;进程都在内核进行

  • MMC实际就是内存映射表,多核公有MMC;实际就是多线程

  • 多核处理需要核心级线程才能发挥价值

  • 每个线程分配一个CPU核

  • 区别并发(两个程序交替执行)和并行(多线程在多核上同时处理)

  • 两套栈是核心级线程的关键(内核栈和用户栈)

  • 只有中断(调用硬件)才能进入内核栈

  • 一套栈的样子!

  • 内核线程switch_to的五段论

L12 核心级线程实现实例

  • 核心级线程的两套栈,核心是内核栈
  • 不仅栈要切换,PC也要切换
  • 内核线程switch_to的五段论
  • 切换五段论也就核心的几句话INT,sys_fork->schedule->switch_to,ret_from_sys_call
  • TSS ? 初始化
  • copy_process的细节,get_free_page的到空闲页内存,mem_map每页的大小4k,malloc是用户态内存申请
  • 创建的进程,在内核栈中分开的,在用户栈中共用栈
  • eax=0进行子进程,exa!=0进行父进程

L13 操作系统的结构

  • Linux Kernel Source Tree
  • 研究和实践复杂系统的能力
  • CPU取址执行
  • 用户态和内核态的切换
  • fork()就是系统调用,int 0x80
  • 先创建两个子进程,形成就绪队列;然后父进程阻塞,调用schdule,运行子进程,完成后调度schedule -- swtich to next下一个就绪队列的子进程。切换就是改变PC地址,时钟中断进行A,B切换
原文地址:https://www.cnblogs.com/ranjiewen/p/7113662.html