- "Understanding the Linux Kernel, Third Edition"
- "Professional Linux Kernel Architecture"
- 還有我的誤解XD，而且我只是做個讀書心得的摘要
以一般作業系統的角度，process是最基本的工作(task)單位，thread是後來更新的想法，所以基本上一般的OS還是對以process為基本出發點，再進一步以thread做管理(印象中M$號稱他們全部都是thread)
現在流行的CPU大多是以multi-tasking為出發點，也就是在概念上必須能夠同時執行多個task，可是以前one-core也好，到現在的multi-core也罷，工作項目大多遠遠超過core的個數，所以都是以快速工作切換的方式達到同時處理多個task，快到讓使用者沒有感覺
在切換task的時候，其實大多可以看成切換process，至於要挑哪個process，就交給重要的元件名為排程(scheduler)來完成，功能是挑選process放到CPU上執行，scheduler會對process的處理，會導致process處於不同的狀態，這些狀態也會反過來影響scheduler挑選的一些依據。
- create : 嚴格來說跟scheduler無關，是指process剛剛被建立，建立完成後就會通知scheduler，加入排程的隊伍(queue)
- wait : process可能還輪不到他執行，他在queue裡面等待
- suspend : process在等待某些資源，例如網路的封包或者硬碟檔案的傳輸
- running : process正在CPU上面執行
- stop : process已經完成工作，可能在等待資源回收
所以process的一生從建立後，scheduler讓process在queue內等待，到可能執行scheduler配給的cpu時間用完，又回到queue內，或者因為在等待某些資源等等的狀態轉換，到最後執行完畢。上面是一般高階的概念思考，Linux則有些更細緻的分辨以及實作上的考量。
Linux並沒有create的狀態，Linux透過fork()以及exec()兩個system call完成建立的工作，接下來task/process的狀態會被記錄在task_struct這個資料結構內有
- TASK_RUNNING : 正在執行
- TASK_INTERRUPTIBLE : 可能正在等待某個event/signal發生
- TASK_UNINTERRUPTIBLE : 在正等待kernel的某個event/signal
- TASK_STOPPED : 程式停止中，或許是時間用完，或許是被debugger中斷
- TASK_TRACED : 程式被trace當中
- EXIT_ZOMBIE : zombie死亡狀態(這是unix/linux的一種特別process結束的狀態)
- EXIT_DEAD : 正常結束
task_struct這個資料結構內容遠遠超出只有上面那些，大致上有
- 執行狀態(就上面提到的那些)
- memory資訊
- 一些process的必須資料，如process id (PID), group ID ...等等
- 使用中的檔案描述(File descriptor)
- thread的information(一些CPU相關的資訊)
- signal的handler
當程式(program)變成process(比方說大家同時在使用ls指令/program，你跟我在執行相同的程式碼，但是是不同的processes)的時候，一個process大致上可以被分成兩種模式user mode(ring 3)跟kernel mode(ring 0)，雖然intel提供四種權限分類，但是linux只有使用兩種。兩種模式的差別在user mode程式只能存取自己user space內的東西，但是無法取得一些類似硬體的資源(比方寫入硬碟)，如果要使用硬體資源，則必須透過system call或者interrupt(中斷)的方式，這時候kernel就會介入，在kernel監控下，讓使用者程式合理的權限允許下寫入，不合理行為是不被允許(例如把你的數值寫到他人的檔案內或者記憶體中)。中斷則由硬體產生或者程式自己安排的，例如印表機可用的時候告訴process，他想印東西，或者系統通知該process可能某些硬體出了一些狀況。
因為system call或者interrupt的關係，可能導致程式執行到一半被通知要處理其他事情，這時候大致上有三種處理方式
- 必須馬上處理的interrupt，要火速處理，該process被block，不管他是在user mode或者kernel mode
- 該process也在kernel處理要緊事，先把這件事情擱著，待會處理
- 雖然process在kernel的事情很要緊，但是process的事情的優先權低於該interrupt，先處理該interrupt
- 最後其實還有一個稱為kernel preemption的內容
作業系統在管理process的時候，以傳統的方式是記錄在一張表上，linux上面有一堆process，每個process都有自己一個獨一無二的ID編號(一個整數值)，用以當作process的辨識號碼，但是隨著virtualization的盛行，已經不再只有pid，還有更複雜的namespace機制，以後再談。
當成是被建立之後，他必須配置一堆相關資源(包含PID)，跟著在被sheduler藉由PID以及其他資訊加以排程進入CPU處理。
中間有個重要的過程就是建立的部分，包含了記憶體的配置...等等，主要牽涉到fork()、clone()、exec()等三個重要的system call
沒有留言:
張貼留言