Tiga bahagian proses Linux dan fungsinya

Sistem pengendalian Linux ialah sistem pengendalian sumber terbuka yang digunakan secara meluas yang menggunakan multitasking untuk mengurus proses. Proses adalah salah satu konsep yang paling penting dalam sistem pengendalian Apabila program berjalan, ia akan ditetapkan oleh sistem pengendalian sebagai satu atau lebih proses. Proses Linux boleh dibahagikan kepada tiga bahagian: blok kawalan proses (PCB), tindanan kernel dan tindanan pengguna. Artikel ini akan memperkenalkan fungsi ketiga-tiga bahagian ini secara terperinci dan memberikan contoh kod yang sepadan untuk menggambarkan aplikasi praktikalnya.

1. Blok Kawalan Proses (PCB)

Blok kawalan proses ialah struktur data yang digunakan dalam sistem pengendalian untuk mengurus maklumat proses. Dalam sistem Linux, setiap proses mempunyai blok kawalan proses yang sepadan, yang digunakan untuk menyimpan status, pengecam, keutamaan dan maklumat lain proses tersebut. Apabila proses dibuat, sistem pengendalian memperuntukkan blok kawalan proses baharu kepadanya untuk menjejak dan mengurus proses tersebut.

Berikut ialah program bahasa C mudah yang menunjukkan cara mencipta proses baharu dan mengakses maklumat blok kawalan prosesnya dalam sistem 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;
}

Dalam program contoh ini, proses baharu dibuat dengan memanggil fungsi fork() proses kanak-kanak. Fungsi fork() akan mengembalikan ID proses baharu Proses induk dan anak boleh dibezakan dengan menilai saiz nilai pulangan, dan PID proses semasa boleh diperolehi melalui fungsi getpid().

2. Tindanan Kernel

Timbunan kernel ialah struktur data yang digunakan oleh setiap proses untuk menyimpan data sementara dan maklumat status dalam mod kernel. Apabila proses dilaksanakan dalam mod kernel, tindanan kernel digunakan untuk menyimpan maklumat seperti parameter, pembolehubah tempatan dan alamat pemulangan panggilan fungsi. Tindanan kernel memainkan peranan penting semasa penukaran proses atau panggilan sistem untuk memastikan kekeliruan data tidak berlaku apabila proses berjalan dalam keadaan kernel.

Berikut ialah coretan kod pemasangan ringkas, menunjukkan penggunaan tindanan kernel:

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

Dalam kod pemasangan ini, panggilan sistem mod kernel sys_write digunakan untuk mengeluarkan rentetan ke konsol. Dengan menyimpan parameter dalam daftar, konflik data yang disebabkan oleh penggunaan tindanan mod pengguna dalam mod kernel boleh dielakkan.

3. Tindanan pengguna

Timbunan pengguna ialah struktur data yang digunakan untuk menyimpan parameter, pembolehubah setempat dan data lain untuk panggilan fungsi dalam mod pengguna. Setiap proses menggunakan timbunan penggunanya sendiri apabila berjalan untuk mengekalkan konteks pelaksanaan program. Apabila proses bertukar daripada mod pengguna kepada mod kernel, data dalam tindanan pengguna akan disimpan dalam tindanan kernel untuk pemulihan kemudian.

Berikut ialah atur cara bahasa C mudah yang menunjukkan penggunaan timbunan pengguna:

#include <stdio.h>

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

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

Dalam program contoh ini, fungsi fungsi mudah ditakrifkan untuk mengira kuasa dua parameter input, dan fungsi dipanggil dalam utama fungsi. Semasa panggilan fungsi, parameter n dan hasil pembolehubah tempatan akan disimpan dalam timbunan pengguna, memastikan pelaksanaan panggilan fungsi yang betul.

Ringkasnya, proses dalam sistem pengendalian Linux boleh dibahagikan kepada tiga bahagian: blok kawalan proses, tindanan kernel dan tindanan pengguna Setiap bahagian mempunyai peranan dan fungsi yang berbeza. Memahami prinsip dan aplikasi praktikal bahagian ini akan membantu kami lebih memahami mekanisme pengurusan proses dan menulis program yang lebih cekap dan stabil.

Atas ialah kandungan terperinci Tiga bahagian proses Linux dan fungsinya. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!