第8章-Linux操作系统ppt课件.ppt

第8章操作系统实例二：Linux8.1Linux概述8.1.4Linux体系结构

8.1.5Linux的用户界面

8.2Linux的进程管理8.2.2Linux进程的状态.
8.2.3进程状态的切换时机
第一类是隐式地主动放弃CPU。这往往是因为需要的资源目前不能获取，如执行read()、selec()等系统调用的过程中。
第二类是进程显式地主动放弃CPU，如系统调用sched_yield()、sched_setscheduler()及pause()均会导致当前进程让出CPU。

8.2.4Linux的进程控制
进程的创建
Linux操作系统中，除初始化进程外，其他进程都是用系统调用fork()和clone()创建的，调用fork()和clone()的进程是父进程，被生成的进程是子进程。

2.进程的等待
父进程可用系统调用wait3()等待它的任何一个子进程终止，也可以用系统调用wait4()等待某个特定的子进程终止。
3.进程的终止
当命令执行完，希望终止自己时，可在其程序末尾使用系统调用exit()。

4.进程上下文切换
改变进程上下文的工作很复杂，是由系统调用execve()实现的。它用一个可执行文件的副本覆盖该进程的内存空间。
8.2.5Linux线程
Linux并不确切区分进程与线程，或者说没有真正意义上的线程概念，但通过clone()系统调用，可以支持轻量级进程(LightweightProcess)。

8.2.6PCB(进程控制块)
Linux内核利用一个数据结构(task_struct)标志一个进程的存在。task_struct也就是Linux进程控制块PCB

8.2.7进程的调度
Linux中实现了3种进程调度策略。
SCHED_FIFO：先进先出(FirstInFirstOut)策略。
SCHED_RR：轮转调度(RoundRobin)策略。
SCHED_OTHER：其他策略。

8.8.2.8Linux进程通信
信号是UNIX系统中最古老的进程间通信机制，它主要用来向进程发送异步的事件信号。
Linux中，信号种类的数目和具体的平台有关，因为内核用一个字代表所有的信号，因此字的位数就是信号种类的最多数目。对32位的i386平台而言，一个字为32位，因此信号有32。

8.2.9信号量与PV操作
信号量也用来保护关键代码或数据结构(即临界资源)。Linux利用信号量实现对关键代码和数据的互斥访问。
Linux信号量数据结构中包含的信息主要有。
count(计数)
waking(等待唤醒计数)
3)等待队列
4)lock(锁)

8.2.10管道
管道是Linux中最常用的进程间通信IPC机制。利用管道时，一个进程的输出可成为另外一个进程的输入。当输入输出的数据量特别大时，这种IPC机制非常有用。

8.2.11共享存储区与消息队列通信机制
1.Linux进程间的共享存储区通信

2.Linux进程间的消息队列进行通信
Linux进程间的通信也可以通过消息队列进行。消息队列可以是单消息队列，也可以是多消息队列(按消息类型)；既可以单向，也可以双向通信；既可以仅和两个进程有关，也可以被多个进程使用。

8.3.1Linux的虚拟内存管理
Linux的虚拟内存管理功能可以概括为以下几点。
(1)地址空间扩充。
(2)进程保护。
(3)内存映射。
(4)物理内存分配。

8.3.2Linux系统采用三级页表

8.3.3内存页的分配与释放
Linux系统的物理内存页分配采用链表和位图相结合的方法。

8.3.4内存交换
当系统出现内存不足时，Linux内存管理子系统就要释放一些内存页，从而增加系统中空闲内存页的数量。此任务是由内核的交换守护进程kswapd完成的。

8.3.5内存的共享和保护
Linux中内存共享是以页共享的方式实现的
Linux可以对虚存段中的任一部分加锁或保护。

8.3.6缺页中断
磁盘中的可执行文件映像一旦被映射到一个进程的虚拟空间，它就开始执行。由于一开始只有该映像区的开始部分被调入内存，因此，进程迟早会执行那些未被装入内存的部分。当一个进程访问了一个还没有有效页表项的虚拟地址时，处理器将产生缺页中断，通知操作系统，并把缺页的虚拟地址(保存在CR2寄存器中)和缺页时访问虚存的模式一并传给Linux的缺页中断处理程序。

8.4Linux文件管理8.4.2Linux文件系统的实现
Linux支持多种不同类型的文件系统，包括EXT、EXT2、MINIX、UMSDOS、NCP、IS09660、HPFS、MSDOS、NTFS、XIA、VFAT、PROC、NFS、SMB、SYSV、AFFS以及UFS等。由于每一种文件系统都有自己的组织结构和文件操作函数，并且相互之间的差