标签：Linux进程工作原理详解：深入理解进程在系统中的作用 (linux下进程工作原理)

Linux操作系统是一种开源的操作系统，它是由Linus Torvalds于1991年开发的。与其他操作系统相比，Linux具有更加灵活的功能和更好的性能。其中最重要的组成部分之一是进程。在本文中，我们将会深入探讨Linux进程工作原理，以便于更好地理解进程在系统中的作用。 什么是进程？ 进程是计算机科学中的一个概念，它指的是应用程序运行时所占用的资源，包括CPU、内存、文件、网络连接等。每个进程都有自己的唯一标识符（PID），用于区分它和其他进程。同一时间可以有多个进程在运行，每个进程都可以完成各自的任务。 Linux进程的创建 对于一个Linux进程而言，它是在一段C语言程序中调用fork()系统调用时创建的。在这种情况下，原始进程被复制，新进程成为原始进程的子进程。子进程将复制父进程的所有资源，包括内存占用、打开的文件描述符和环境变量等。当然，子进程也可以单独创建新的资源，如打开新的文件或网络连接等。 进程状态 在Linux系统中，进程具有五种不同的状态，包括新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和终止状态。 1.新建状态：这是一个进程被创建时的状态，但是操作系统并不会立即执行该进程。 2.就绪状态：进程已作系统分配了所有必需的资源和内存，等待系统执行。 3.运行状态：进程获得了CPU时间并正在执行。 4.阻塞状态：进程已经开始运行，但是由于I/O等原因而被阻塞，等待系统通知继续运行。 5.终止状态：进程已经完成了它的任务并退出了。 进程通信 在Linux操作系统中，进程之间可以进行通信，以便相互之间交换信息和完成一些需要协作完成的任务。进程通信的方式主要有管道、消息队列、共享内存、信号和套接字等。 管道是最简单的进程间通信方式，它可以将一个进程的输出直接传递给另一个进程的输入。 消息队列是一种进程间通信的高级机制，可以实现选择性读取和非阻塞式读取。 共享内存是一种操作系统内存管理机制，它可以将一段内存映射到多个进程的地址空间中，实现多个进程之间共享数据。 信号是一种异步通信机制，用于向进程发送通知信号来引起它进行响应。 套接字是通常用于网络通信的通信机制，不仅可以用于进程与进程之间的通信，还可以用于进程与不同机器之间的通信。 进程是操作系统中最基本的概念之一，理解Linux进程工作原理可以对程序员更好地使用Linux操作系统有很大帮助。在本文中，我们介绍了Linux进程的创建过程、状态、以及进程间通信的方式。这些知识有助于您更好地编写、调试和优化自己的代码。 相关问题拓展阅读： linux 下 进程和线程的定义和关系。 Linux内核设计与实现 进程调度1: 基本概念 Linux驱动程序的工作原理 linux 下 进程和线程的定义和关系。 1.进程： 执行中的目标代码，正在运行的程序，它不仅包括目标代码，还有数据、资源、状态和虚拟的计算机。在linux中，最常见的可执行格式是elf。它包括元数据和多个代码和数据段。 常见的数据段有data段，text段和bss段，每个段都存放着不同的数据。 2：锋磨一个进程有一个或多个线程，它是执行进程的目标代码和维护进程状态的，它是进程银慎斗的最小执行孝含单元。它包含了堆栈，cpu状态和目标代码的位置信息。 Linux内核设计与实现 进程调度1: 基本概念 进程大致可分为I/O密集型和 CPU密集型。 调度依据 动态优先雀旅级 ，所谓动态优先级就是初始化时给出一个基础优先级，随后优先级可被调度程序动态的增减。高优先级进程也获得较长的时间片。I/O密集型通常被提升优先级，而CPU密集型则被降低。 Linux系统有两种独立的优先级范围。之一种是 Nice 值，返回是，默认值为0。数值越高优先级越低。Nice值影响了时间片的分配。如果进程拥有-20的Nice值，那么该进程将被分配理论最长的时间片。Nice值是所有Unix系统的标准优先级。 Linux的第二种优先级范围是睁岁乱 实时优先级 。这个优先级的值是可配置的。通常来说范围在。 所有实时进程的优先级都高于普通进程 。(实时进程是什么？) 时间片是一个数值，决定了进程被抢占前可运行的时间。必须为进程分配合适长度的时间片。时间片太长会影响系统的交互性，时间片太短则会导致系统花费大量的时间用于进程的切换。同时还要兼顾I/O密集型和 CPU密集型进程的矛盾。因为I/O密集型无需长时间片，却渴望经常运行。而Linux却提供了相对较长的默认时间片——100毫秒。    注意到，进程不必在每次被调度运行后就花光自己所有的时间片。举例来说，如果一个进程拥有长达100毫秒的时间片，那么它可以在五个不同时段运行，每次花费20毫秒的时间片。这么做的好处是，一个拥有长时间片的进程（尽管它本身不需要如此长的时间片），可以尽可能长时间的保持运行状态。而不会过早地被丢入等待调度的队列中（稍后说到）。这就好比键盘驱动进程的实现方法。 当某进程的状态变为TASK_RUNNING的时候，内核会检查它的优先级是否高于当前正在执行的任务。如果是，调度进程就会使该进程抢占CPU。另外，如果一个进程的时间片变成0（意味着用尽了所有时间片，只能等待所有进程时间片为0才会重新分配），调度进程会被再次调用，选择一个新的进程运行。 Linux驱动程序的工作原理 由于你的问题太长我只好转载别人的手打的太累不好意思~~~ Linux是Unix***作系统的一种变种,在Linux下编写驱动程序的原理和 思想完全类似于其他的Unix系统,但它dos或window环境下的驱动程序有很大的 区别.在Linux环境下设计驱动程序,思想简洁,***作方便,功芤埠芮看?但是 支持函数少,只能依赖kernel中的函数,有些常用的***作要自己来编写,而且调 试也不方便.本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序, 获得了一些经验,愿与Linux fans共享,有不当之处,请予指正. 以下的一些文字主要来源于khg,johnsonm的Write linux device driver, Brennan’s Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,还有清华BBS上的有关 device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时,有的还有一些错误,我依 据自己的试验结果进祥让行了修正. 一. Linux device driver 的概念 系统调用是***作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是***作系统 内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样 在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件, 应用程序可以象***作普通文件 一样对硬件设备进行***作.设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能: 1.对设备初始化和释放. 2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据. 3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据. 4.检测和处理设备出现的错误. 在Linux***作系统下有两类主要的设备文件类型,一种是字符设备,另一种是 块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际 的硬件I/O一般就紧接着发生了,块设备则不然,它利用一块系统内存作缓冲区, 当用户进程对设备请求能满足用户的要求,就返回请求的数据,如果不能,就调用请求函数来进行实际 的I/O***作.块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间 来等待. 已经提到,用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都 都有其文件属性(c/b),表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件谨李局都有两个设 备号,之一个是主设备号,标识驱动程序,第二个是从设备号,标识使用同一个 设备驱动程序的不同的硬件设备,比如有两个软盘,就可以用从设备号来区分 他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号 一致,否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是,在用户进程调用驱动程序时,系统进入核心态,这时不再是 抢先式调度.也就是说,系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他 的工作.如果你的驱动程序陷入死循环,不幸的是你只有重新启动机器了,然后就 是漫长的fsck.//hehe (请看下节,实例剖析) 读/写时,它首先察看缓冲区的内容,如果缓冲区的数据 如何编写Linux***作系统下的设备驱动程序 Roy G 二.实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序.虽然它什么也不做,但是通过它 可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理扰迅.把下面的C代码输入机器,你就会 获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel...