操作系统之进程四要素

最新推荐文章于 2022-11-27 21:51:39 发布

亦心谷

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分类专栏：操作系统文章标签：操作系统内核

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lks1139230294/article/details/53303786

本文详细介绍了操作系统中进程的四个核心要素：程序、系统堆栈、task_struct数据结构和独立的用户空间堆栈。强调了task_struct在进程调度中的重要性，并探讨了进程的睡眠状态，包括可中断和不可中断的区别。最后，阐述了进程之间的树形组织、查找进程的杂凑表方法以及线性队列的组织方式，展示了进程在系统中的动态交互。

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进程所具备的条件

一般来说，linux系统中的进程都具备下列诸元素：
（1）有一段程序供其执行，即使是和其他进程共用；
（2）有进程专用的系统堆栈空间；
（3）有task_struct数据结构，也就是进程控制块。有了这个数据结构，进程才能成为内核调度的一个基本单位，从而接受内核的调度。但同时，该数据结构也记录着进程所占用的各项资源；
（4）有独立的存储空间，即用户空间堆栈。

这四条都是必要条件，缺一不可，否则就只能称作是线程了。如果完全没有用户空间，就称作是“内核线程”；而共享用户空间就称作是“用户线程”。也统称线程。

这是内核层面的线程，与用户空间里实现的线程是完全不同的。参考操作系统之用户空间和内核空间实现线程

另外，在linux系统中“进程”和“任务”是同一个意思，主要是因为linu想源自Unix和i376系统结构。而Unix中的进程在Intel的技术资料中则称为“任务”。

task_struct与用户空间堆栈的联系

前面讲到，每个进程都有一个task_struct数据结构和一片用作系统空间堆栈的存储空间。这两者缺一不可，又有紧密的联系，所以在物理存储空间也连在一起。内核为每个进程分配一个task_struct结构时，实际上是分配两个连续的物理页面（共8192字节），如图：
这里写图片描述
系统堆栈的空间不像用户空间堆栈那样可以在运行时动态地扩展，而是静态的确定了的。所以，在中断服务程序、内核软中断服务程序以及其他设备驱动程序的设计中，注意不能让这些函数嵌套太深。同时也不宜使用太多、太大的局部变量。这也是为什么决定了内核中的一些宏操作的定义。</