Linux基础教程(清华课件)2

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1、上述两种措施仍然没有得到足够的空闲页面时，系统就要对所有进程进行扫描，寻找适合换出的候选进程。好的候选进程应该有一个或多个可以丢弃或换出的页面，系统选择其中部分页面丢弃或换出。Linux系统采用记龄（aging）置换算法。Linux系统根据访问次数来决定是否适合换出，优先换出那些很长时间没有访问的页面。与前两种途径相比，换出或者丢弃其他进程占用的页面的效率最低。总的来看，请求页式存储管理方法在进程建立时只分配少量内存，通过页面的交换来保证进程运行的时候能够得到需要的页面，可以同时在内存中安排多个进程

2、。但是，内存利用率的提高是以牺牲系统时间开销为代价换来的。4.3Linux进程调度Linux系统中同时在内存中安排多个进程，这些进程相互之间竞争处理机的使用权。系统的低级调度，即进程级调度就是要按照一定的策略，从所有处于就绪状态的进程中选择最应该执行的进程，把CPU分配给它，开始执行。Linux系统的内核级线程也按照进程来对待，使用进程调度统一处理进程和内核级线程。4.3.1初始化过程及进程树我们以Intel386系列计算机为例，介绍Linux系统的启动过程，现假定系统已经完成了正常安装。打开计算机

3、电源，计算机首先从固化在主板ROM中的BIOS开始启动，BOIS对计算机的硬件进行一系列的检测，然后从指定设备的指定位置，把bootloader读入系统内存并把控制权转交给bootloader，接着，在bootloader的控制下，系统启动代码被读入内存并进行初始化工作，控制权转交给系统初始化代码后，引导整个操作系统进入内存并控制整个系统，设置各种表格和数据结构，初始化可运行队列的时候建立系统的0号进程，然后创建系统最初的进程——init进程，该进程的进程号为1。init进程启动内核交换线程等系统内

4、核线程，然后根据系统提供的参数，启动相应的终端管理进程，在每一个终端屏幕上显示login字样，等待用户的登录，整个启动过程到此结束，参看图4.3。用户登录过程中，init进程启动login进程对用户的账号和密码进行验证，通过之后，由login进程启动shell命令解释进程，为用户提供操作系统的接口，接受用户的输入，解释执行用户命令，执行过程中又会创建新的进程。图4.3Linux系统启动过程Linux系统的所有进程共同构成一个完整的进程树，如图4.3所示。从init进程开始，init进程是所有其他进程

5、的祖先。init产生终端管理进程mingetty，mingetty产生login，login产生用户的shell进程，然后shell产生其他用户进程，因此，其他所有进程都是由init或者它的子孙创建而来。同样，在进程结束之后，父进程也要负责该进程的最后回收工作，如果某一个进程创建了子进程之后，由于某种原因先于子进程终止，由它创建的子进程成为孤儿进程，孤儿进程的祖父进程就要负责回收工作，依此类推。最后，在系统要关机之前，init进程还要负责结束所有的进程，卸载所有文件系统并终止处理器的指令执行。4.3

6、.2进程的组织为了管理进程，Linux系统采用多种方式来组织处于各种状态的进程。系统中每创建一个新的进程，就给它分配一个进程控制块（PCB），PCB是系统感知、控制进程的静态实体。系统访问PCB的频率非常高，因此所有进程的PCB都直接存放在物理内存中。Linux系统中使用一个称为task的数组来保存所有PCB的指针，Linux通过task数组来管理系统中所有的进程。每一个进程都有一个惟一标识自己的进程号PID，进程号和进程在task数组中的位置（数组元素的下标）之间是不同的。同时，系统中所有的进程还

7、构成一个双向循环队列，整个队列通过进程控制块中的两个指针next-task和prev-task来维护。某个进程在整个进程树中的位置，也通过PCB中指针描述。为了方便进程的调度，系统把所有可运行的进程组织成一个可运行队列，系统通过当前（current）指针来区别就绪状态和执行状态，每一个CPU都有一个当前指针，指向正在使用该CPU的进程。可运行队列也是一个双向循环队列，队列中指向前后接点的指针同样存放在PCB中，它们是next-run和prev-run。系统的调度函数根据一定的规则，查找整个可运行队列

8、，在其中寻找最值得执行的进程，给它（或它们）分配CPU，投入执行。Linux系统内部把所有进程分为三类，空闲线程、内核线程和用户进程。空闲线程是系统中一个特殊的具有标志作用的进程，它是task数组的0号元素task[0]，它的进程号也是0，在源代码中记作init-task，只有当整个系统中没有进程可以运行时，空闲线程才会执行，它始终位于系统可运行队列中，也是该队列的头结点，同时它也是所有进程组成的队列的头结点。内核线程也是比较特殊的进程，它处于核心态，没有虚拟地址