【操作系统内核】进程

【操作系统内核】进程

进程的组成

进程的运行，需要考虑 磁盘 => 内存 => CPU => 内核 => 进程切换 这个过程

1. 首先，程序运行要将可执行文件加载到内存，所以进程要读取可执行文件(运行后可能还需要读取其他文件的数据)，需要知道：

① 文件系统的信息，fs_struct

② 打开的文件的信息，files_struct

2. 其次，进程要访问内存，Linux要求它有一块自己的虚拟地址空间，所以进程中需要有一个mm_struct实例:

① vm_area_struct：内存映射，如mmp

② 页表：pgd存储页表目录的地址

3. 程序加载到内存后，CPU需要知道下一条执行指令的内存地址，这个内存地址存储在CPU的程序计数器中; 此外，进程还需要其他，CPU寄存器的值，也就是CPU上下文（也称为CPU的硬件上下文），包括:

① 指令指针寄存器 (eip/rip): 存储进程的下一条指令

② 通用寄存器
eax、ebx、ecx、edx、esp、ebp、esi、edi(32位)
rax、rbx、rcx、rdx、rsp、rbp、rsi、rdi(64位)

③ 段寄存器
cs、ds、ss、es、fs、gs

④ 标志寄存器

4. 每个进程都在运行在用户态和内核态，为实现CPU的上下文切换，每个进程都应该有:

① 一个用户栈

② 一个内核栈

进程的运行流程，无非就是函数链的调用，每调用一次函数，就把函数压栈；但是有一个特殊情况，就是用户态的函数调内核态的函数，如用户态函数c()调用内核态函数d()，将发生第一次CPU上下文切换

此时，内核需要将用户态的信息（通过pt_regs这个结构保存）保存到内核态的函数栈的底端,包含：