Linux核心程序管理

1、程序生命週期：

某個程序通過系統呼叫fork，建立乙個用於執行程式的程序。生成此程序的程序稱為父程序，被生成的程序稱為子程序。子程序通過複製父程序的資料得以建立；

父程序執行系統呼叫wait，等待子程序結束；

子程序通過系統呼叫exec將程式讀取到記憶體並開始執行；

當程式執行完畢後，子程序通過系統呼叫exit結束自身的執行並進入殭屍狀態；

父程序得到子程序的執行結果後清理子程序。

2、建立程序：

程序的複製：通過將父程序的資料複製到子程序，以此建立新的程序，被複製的資料有：proc陣列元素、複製資料段

系統呼叫fork：使用者程式在執行fork時會首先呼叫c語言的庫函式fork()，在此庫函式中再執行sys fork來訪問系統呼叫fork()

子程序的處理：在核心的fork() 處理中，子程序從newproc()返回處開始執行；newproc()是實際建立程序的函式，他負責將proc中代表執行程序的元素和執行程序的資料段複製到子程序中，**段不屬於複製物件，子程序和執行程序共享相同的**段

3、切換執行程序：

中斷執行程序：執行程序在執行核心函式sleep() 後進入休眠並中斷當前處理，此後，由於swtch()被呼叫，執行程序發生切換

核心函式sleep()一般在下述情況下被呼叫：使用者程式訪問了系統呼叫wait、等待周邊裝置處理完畢、等待使用中的資源被釋放

處於可執行狀態（srun）

擁有最高的執行優先順序（proc.p_pri的值最小）

setpri()函式用來隨時調整各程序的執行優先順序

上下文切換：執行程序被中斷時，將當前執行狀態儲存於user結構體中。當被中斷的程序再次執行時，通過user結構體恢復以前的執行狀態，這個處理被稱作上下文切換

系統呼叫wait：wait具有以下兩個功能：終端當前程序等待子程序執行結束，以及清理執行結束的子程序

sleep() ：sleep()接受兩個引數：chan和pri。chan為任意變數的位址，其值將被賦給執行程序的proc.p_wchan。wchan代表waiting channel，表示此程序正在等待proc.p_wchan所指向的資源

wakeup()將程序從休眠狀態喚醒至可執行狀態；系統利用sleep()和wakeup()實現多個程序等待同一資源時的同步處理；

setrun()將由引數指定的程序設定為可執行狀態

系統呼叫exec用於執行程式執行檔案的讀入處理和分配記憶體的處理，它不會改變已開啟檔案和當前目錄的資料。父程序的資料按原狀保留。

執行檔案的格式：程式執行檔案從檔案頭開始依次由下述部分構成：檔案頭、**、資料、符號表、重定位位元

系統呼叫exec：使用者程式呼叫exec後將執行下述處理：

5、程序的終止

系統呼叫exit的主要功能如下所示：

在程序的最後階段執行swtch()切換執行程序

6、資料區域的擴充套件

系統呼叫break用來擴充套件或縮小資料段中資料區域的長度，供使用者程式呼叫的c語言庫函式malloc()等使用break實現對堆區域的擴充套件等操作

7、管理記憶體和交換空間

map結構體：核心利用map結構體對物理記憶體和交換空間的未使用區域進行管理

coremap用來管理物理記憶體，swapmap用來管理交換空間

mfree()用來釋放物理記憶體和交換空間

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