程序、任務和執行緒
程序在os中是乙個非常關鍵的抽象概念。
在os中虛擬cpu稱為執行執行緒，簡稱為執行緒。
用於建立和管理多執行執行緒的實用工具通常包含在乙個pthread庫。因為該庫中介面是按照posix標準定義的，所以以p開頭。
在unix os中，單執行緒程序和多執行緒程序模型如下：
linux中，單執行緒任務和多執行緒任務組模型如下：
在linux os中，用「任務」替代「程序」，而沒有「程序」這個物件。
用資料結構task_struct來描述任務，任務就相當於unix os中的程序。 每乙個任務都有任務位址空間（相當於unix os中的程序位址空間），但乙個任務中只有乙個執行緒。通過「任務組」這個概念來實現多執行緒任務（相當於unix中的多執行緒程序）。
可以這樣簡單地說：「linux的任務是unix單執行緒程序的對等體」。
用於描述任務的資料結構task_struct,是乙個資訊量非常大的資料結構。但是並不是每乙個執行緒都會有完整的task_struct成員，而只是保留了需要的成員變數值。在多執行緒的任務組中，每個執行緒都有乙個task_struct資料結構來描述執行緒所在的任務。但是所有的執行緒都共享所在任務組的資源和相關資訊，所以這些副本是一種浪費。實際上，並不是這麼糟糕，大多數任務的成員變數是一些單獨的物件，共享這些物件的執行緒，僅僅儲存了對它的引用。
在linux作業系統中，定義了乙個指向當前任務的指標current
在單處理器中，任何時刻只有乙個任務在執行，current指標指向的任務在執行，current是乙個全域性變數。
在多處理器中，在同一時刻可以有多個任務在執行，那麼在os中可以看到的每個cpu上（也就是「執行執行緒」）有乙個current指標，並且都是區域性變數。
由於current使用地過於頻繁，os都把current申明為暫存器變數。在ia64平台下，通用暫存器r13用來儲存current指標。
/* * in kernel mode, thread pointer (r13) is used to point to the current task
* structure.
*/ #define _ia64_reg_tp 1037 /* r13 */
#define current ((struct task_struct *) ia64_getreg(_ia64_reg_tp))
建立任務
在linux os中建立任務（也就是建立程序和執行緒，只不過在linux中沒有程序的概念了，用任務替換了程序的概念，並且任務都是單執行緒的，多執行緒的任務稱為任務組）根據不同的體系結構不同。我們在此之討論在ia64結構下的實現辦法。
在linux os中沒有提供用於建立原始執行緒的函式，因為除了系統啟動的初始執行緒外（即pid為0的執行緒），任何乙個執行緒都是從原有的執行緒上覆制過來的而產生的。
通過copy_thread函式建立新的執行緒。
int copy_thread (int nr, unsigned long clone_flags,
unsigned long user_stack_base, unsigned long user_stack_size,
struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
這個函式在linux中封裝成copy_process函式（用於建立任務），再一次被封裝成函式do_fork（建立乙個任務）和函式fork_idle（建立空閒任務或者說是空閒程序、空閒執行緒）
，函式do_fork再一次被封裝成系統呼叫sys_fork。
核心建立新的任務步驟：
2、初始化任務結構（task_struct），但還沒有初始化thread_struct。
3、初始化thread_struct
4、完成初始化task_struct中剩餘的與平台無關的部分
5、將新建立的任務新增到執行佇列中，這就可以執行了
task_struct分成兩個部分：平台無關的部分和平台特定部分（執行緒結構）。
在建立任務過程中涉及到幾個非常重要的資料結構：pt_regs、switch_stack、thread_struct等
pt_regs結構：
這個結構封裝了需要在核心入口中儲存的最少的狀態資訊。比如說每一次的系統呼叫、中斷、陷阱、故障時，pt_regs結構中儲存了最少的狀態資訊。該結構中主要儲存了必要的scratch型別的暫存器。（在現代ia64架構中還有3類暫存器：scratch暫存器、保持暫存器、專用暫存器）。在每一次的系統呼叫、中斷、陷阱、故障發生時，依次會發生下列事件：
1、在核心堆疊上為pt_regs結構分配記憶體
2、在pt_regs結構中儲存scratch暫存器
3、呼叫了適當的核心處理器（執行系統呼叫內部處理、中斷處理程式等）
4、從pt_regs中恢復scratch暫存器
5、從核心堆疊中釋放pt_regs占用的記憶體
應該保持pt_regs盡可能的小，可以提高效能。
在ia64平台的linux中pt_regs定義如下：
struct pt_regs ;
switch_stack結構：
該結構用在核心將執行乙個執行緒切換到另乙個執行緒之時，該結構主要儲存了保持暫存器。pt_regs和switch_stack結合起來，一起封裝了每個執行緒正確執行所需的最低限度的機器狀態。這種機器狀態稱為高度管理狀態（eagerly managed state）,與鬆散管理狀態（lazily managed state）相對。
簡單地說switch_stack儲存了任務切換的上下文，主要儲存了保持暫存器。
在ia64架構的linux中，switch_stack定義如下：
struct switch_stack ;
thread_struct結構：
該結構封裝了鬆散管理狀態，主要封裝了核心堆疊指標ksp，ksp指向swicth_stack。鬆散管理狀態，並不是每次上下文切換時都要切換鬆散管理狀態，往往只在確實需要新的狀態時才切換鬆散管理狀態。切換鬆散管理狀態比切換高度管理狀態慢很多，所以盡量不切換鬆散管理狀態，以提高效能。
struct thread_struct ;
在任務建立後，會分配一大塊記憶體給task_struct結構來維護。這塊記憶體具體使用如下圖：
通過以上語句定義ia64_stk_offset，決定分配記憶體的大小。就是說，如果系統配置每個頁面的大小為4kb的情況下，那麼ia64_stk_offset就是8＊4kb＝32kb；
如果page_size=8kb，那麼ia64_stk_offset就是4＊8kb＝32kb；
如果page_size=16kb，那麼ia64_stk_offset就是2＊16kb＝32kb；
如果page_size=64kb，那麼ia64_stk_offset就是1＊64kb＝64kb；
在上圖中還有乙個變數ia64_rbs_base，該變數用來描述什麼？看linux是如何實現的就知道了，用中文描述，我還真不知道。
#define ia64_rbs_offset ((ia64_task_size + ia64_thread_info_size + 31) & ~31)
define(ia64_task_size, sizeof (struct task_struct));
define(ia64_thread_info_size, sizeof (struct thread_info));
Linux 程序 任務和執行緒
程序 任務和執行緒 程序在os中是乙個非常關鍵的抽象概念。在os中虛擬cpu稱為執行執行緒，簡稱為執行緒。用於建立和管理多執行執行緒的實用工具通常包含在乙個pthread庫。因為該庫中介面是按照posix標準定義的，所以以p開頭。在unix os中，單執行緒程序和多執行緒程序模型如下 在linux中...
任務 程序 執行緒
認識多工 多程序 單執行緒 多執行緒 現在的作業系統都是多工作業系統，每個執行的任務就是作業系統所做的一件事情，比如你在聽歌的同時還在用msn和好友聊天。聽歌和聊天就是兩個任務，這個兩個任務是 同時 進行的。乙個任務一般對應乙個程序，也可能包含好幾個程序。比如執行的msn就對應乙個msn的程序，如果...
linux程序和執行緒
這兩天一直在看linxu程序和執行緒的東西，總是效率比較低，這麼一點基礎的東西還看了這麼久。該自我反省一下。首先來看看程序。程序分為三個部分，程序控制塊，程式段和資料段。程序是乙個有生命的實體，程式是乙個沒有生命的實體。只有cpu賦予程式生命的時候，程式才成為乙個活動的實體，我們稱之為 程序 每乙個...