Trois parties du processus Linux et leurs fonctions

Le système d'exploitation Linux est un système d'exploitation open source largement utilisé qui utilise le multitâche pour gérer les processus. Le processus est l'un des concepts les plus importants du système d'exploitation. Lorsqu'un programme est en cours d'exécution, il sera attribué par le système d'exploitation comme un ou plusieurs processus. Le processus Linux peut être divisé en trois parties : le bloc de contrôle de processus (PCB), la pile du noyau et la pile utilisateur. Cet article présentera en détail les fonctions de ces trois parties et donnera des exemples de code correspondants pour illustrer leur application pratique.

1. Bloc de contrôle de processus (PCB)

Le bloc de contrôle de processus est une structure de données utilisée dans le système d'exploitation pour gérer les informations de processus. Dans le système Linux, chaque processus possède un bloc de contrôle de processus correspondant, qui est utilisé pour enregistrer l'état, l'identifiant, la priorité et d'autres informations du processus. Lorsqu'un processus est créé, le système d'exploitation lui alloue un nouveau bloc de contrôle de processus pour suivre et gérer l'exécution du processus.

Ce qui suit est un programme simple en langage C qui montre comment créer un nouveau processus et accéder aux informations de son bloc de contrôle de processus dans un système Linux :

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
        printf("Child process PID: %d
", getpid());
    } else {
        printf("Parent process PID: %d
", getpid());
    }

    return 0;
}

Dans cet exemple de programme, un nouveau processus est créé en appelant la fonction fork() processus enfant. La fonction fork() renverra un nouvel ID de processus. Les processus parent et enfant peuvent être distingués en jugeant la taille de la valeur de retour, et le PID du processus actuel peut être obtenu via la fonction getpid().

2. Kernel Stack

La pile du noyau est une structure de données utilisée par chaque processus pour enregistrer des données temporaires et des informations d'état en mode noyau. Lorsqu'un processus est exécuté en mode noyau, la pile du noyau est utilisée pour enregistrer des informations telles que les paramètres, les variables locales, les adresses de retour, etc. des appels de fonction. La pile du noyau joue un rôle important lors du changement de processus ou des appels système pour garantir qu'aucune confusion de données ne se produise lorsque le processus s'exécute dans l'état du noyau.

Ce qui suit est un simple extrait de code assembleur, montrant l'utilisation de la pile du noyau :

section .data
    message db 'Hello, World!', 0

section .text
    global _start

_start:
    mov eax, 4       ; sys_write
    mov ebx, 1       ; file descriptor stdout
    mov ecx, message ; message address
    mov edx, 13      ; message length
    int 0x80         ; trigger system call

Dans ce code assembleur, l'appel système en mode noyau sys_write est utilisé pour afficher une chaîne sur la console. En enregistrant les paramètres dans des registres, les conflits de données provoqués par l'utilisation de la pile en mode utilisateur en mode noyau peuvent être évités.

3. Pile utilisateur

La pile utilisateur est une structure de données utilisée pour enregistrer les paramètres, les variables locales et d'autres données pour les appels de fonction en mode utilisateur. Chaque processus utilise sa propre pile utilisateur lors de son exécution pour maintenir le contexte d'exécution du programme. Lorsqu'un processus passe du mode utilisateur au mode noyau, les données de la pile utilisateur seront enregistrées dans la pile noyau pour une récupération ultérieure.

Ce qui suit est un simple programme en langage C qui montre l'utilisation de la pile utilisateur :

#include <stdio.h>

void func(int n) {
    int result = n * n;
    printf("Result: %d
", result);
}

int main() {
    int num = 5;
    func(num);
    return 0;
}

Dans cet exemple de programme, une simple fonction func est définie pour calculer le carré du paramètre d'entrée, et la fonction est appelée dans le principal fonction. Lors de l'appel de fonction, le paramètre n et le résultat de la variable locale seront enregistrés dans la pile utilisateur, garantissant la bonne exécution de l'appel de fonction.

Pour résumer, le processus dans le système d'exploitation Linux peut être divisé en trois parties : le bloc de contrôle de processus, la pile du noyau et la pile utilisateur. Chaque partie a des rôles et des fonctions différents. Comprendre les principes et les applications pratiques de ces parties nous aidera à mieux comprendre le mécanisme de gestion des processus et à écrire des programmes plus efficaces et plus stables.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!