程序控制的基本過程:
程序的建立
程序的終止
程序的阻塞與喚醒
程序的掛起和啟用
關於程序的親屬關係:系統中執行的程序並不都是孤立的,有的程序執行後,會呼叫其他程序來執行,這樣就組成了程序間的父子關係。
可用 「程序圖」描述乙個程序的家族關係,該圖實際就是一種有向樹。
程序間的父子關係關係著資源的繼承。建立和撤銷程序時,其父、子程序要相應的被影響。
1.程序的建立(1)乙個程序建立另一程序的事件(原因)
使用者登入:分時情況下使用者的請求
作業排程:批處理中
提供服務:執行中的使用者程式提出功能請求,要建立服務程序(如列印服務)
應用請求:應用程式自己建立程序,完成特定功能的新程序。(木馬程式)
(2)建立過程(很關鍵,不能被打斷)
- 申請空白pcb
-為新程序分配資源:主要是記憶體資源的處理
- 初始化程序控制塊:識別符號(包括父程序的)、程式計數器指向程式入口位址,就緒態、優先順序等資訊的填寫。
-將新程序插入就緒佇列
2.程序的終止(1)引起程序終止的事件
-正常結束
-異常結束:
記憶體越界錯誤
保護錯(許可權錯,如修改唯讀檔案等)
非法指令(不存在的指令,程式異常轉向而把資料當指令)
特權指令錯(使用者態程式試圖執行只有os可執行的指令)
執行超時、運算錯、i/o故障等
-外界干預
操作員或作業系統干預(死鎖時,可人為結束)
父程序請求終止子程序
父程序終止,子孫程序也跟著終止
(2)終止過程
對上述事件,os呼叫核心終止原語,執行下列過程:
- 根據程序標示符,檢索出該程序pcb,讀其狀態。
*if 執行態,立即終止該程序,置排程標誌為真,指示重新進行排程。
*if 有子孫程序,亦應予以終止,以防成為不可控程序。
-歸還全部資源至其父程序或系統。
-將該程序pcb從所在佇列或鍊錶中移出
3.程序的阻塞與喚醒(1).引起程序阻塞和喚醒的事件
請求系統服務的滿足情況
啟動某種需等待(i/o)操作
合作需要的新資料尚未到達
執行某功能的程序暫時無新工作可做(如傳送資料程序)
(2).阻塞和喚醒過程
由程序呼叫阻塞原語阻塞自己,是主動行為:
-將pcb中的狀態改為阻塞
-該pcb加入到阻塞佇列中
-轉程序排程,將處理機分配給另一程序
-進行程序切換,即根據兩切換程序的pcb,保護與重新設定處理機狀態。
阻塞與喚醒原語作用相反,成對使用
阻塞程序等待的事件發生時,有關程序(如放棄該資源的程序)呼叫喚醒原語把等待該事件的程序喚醒。
-把阻塞程序從等待該事件的阻塞佇列中移出
-將其pcb中的現行狀態改為就緒
-將pcb插入到就緒佇列中。
4.程序的掛起與啟用程序的狀態,活動就緒則改為靜止就緒,活動阻塞則改為靜止阻塞
掛起原語將指定程序或阻塞程序掛起。
(1)檢查被掛起程序的狀態,活動就緒則改為靜止就緒,活動阻塞則改為靜止阻塞
(2)將該pcb複製到記憶體(方便檢查)/外存(對換)指定區域
(3)*若掛起的程序是執行態,則需重新進行程序排程。
注意:程序只能掛起自己或其子孫程序
啟用原語的執行過程:
-若掛起程序在外存上,將其調入記憶體
-檢查程序狀態,若處於靜止就緒,則改為活動就緒,若處於靜止阻塞,則改為活動阻塞
關於排程:
-程序控制中,狀態轉換和排程密切相關。
-執行態程序的改變必然產生排程行為
-只要產生新就緒態程序,就需考慮排程策略
只要是採用搶占式排程,要檢查新就緒程序是否可搶占cpu,引起新的排程
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