Unix/Linux程序管理

多工處理原則

多工處理

• 通過不同任務之間多路複用CPU的執行時間來實現，即將CPU執行操作從一個任務切換到另一個任務；
• 邏輯並行性稱為“併發”；
• 多工處理是所有作業系統的基礎，也是並行程式設計的基礎。

多工處理系統（MT系統）

1.虛擬CPU；
2.init()：當MT系統啟動時，main()函式呼叫init()函式以初始化系統；
3.P0呼叫kfork()來建立優先順序為1的子程序P1，並將其輸入就緒佇列中，然後P0呼叫tswitch()，將會切換任務以執行P1；
4.tswitch()：實現程序上下文切換

SAVE函式：當正在執行的某個任務呼叫tswitch()時，會把返回地址儲存在堆疊上，並在彙編程式碼中進入tswitch()；
scheduler()：在執行了tswitch()中的SAVE函式後，任務呼叫scheduler()來選擇下一個正在執行的任務；
RESUME函式：當執行從scheduler()返回時，“執行”可能已經轉而指向另一個任務的PROC；

5.kfork()：kfork()函式建立一個子任務並將其輸入readyQueue中。

程序

概念

• 程序是對映像的執行。

多工處理系統內的程序

• 多工處理系統支援動態程序建立、程序終止，以及通過休眠與喚醒實現程序同步、程序關係，以及以二叉樹的形式實現程序家族樹，從而允許父程序等待子程序終止。

程序的執行模式

• 核心模式Kmode
• 使用者模式Umode

在Kmode模式下，通過將CPU的狀態暫存器從K模式更改為U模式，可輕鬆切換至Umode；但Umode程序只能通過中斷、陷阱、系統呼叫三種方式進入Kmode。

程序管理的系統呼叫

• fork
• wait
• exec
• exit

I/O重定向

I/O重定向原則

• 標準輸入：如果用一個新開啟的檔案來替換檔案描述符0，那麼輸入將來自該檔案而不是原始輸入裝置。
• 標準輸出：更改檔案描述符1，指向開啟的檔名，然後stdout的輸出將會轉到該檔案而不是螢幕；同樣也可以將stderr重定向到一個檔案。

管道程式設計