1、嵌入式Linux高級編程,Linux進程管理,王莉,進程的定義和特征,進程的定義 進程是一個具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。 進程的實體結(jié)構(gòu) （1）進程控制塊（PCB） （2）程序段 （3）數(shù)據(jù)段,進程控制塊,進程控制塊是進程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。PCB中記錄了操作系統(tǒng)所需的，用于描述進程進展情況及控制進程運行所需的全部信息。 PCB是進程存在的惟一標志。 一般把PCB存放在操作系統(tǒng)專門開辟的PCB區(qū)內(nèi)。 在進程控制塊中，主要包括下述4方面的信息。 （1）進程描述信息 進程標識符。每個進程都有惟一的進程標識符，用以識別不同的進程。 用戶名或用戶

2、標識號。每個進程都隸屬于某個用戶，有利于資源共享與保護。 家族關(guān)系。標識進程之間的家族關(guān)系。,進程控制塊,（2）處理機狀態(tài)信息 通用寄存器、指令計數(shù)器、程序狀態(tài)字（PSW）、用戶棧指針等 （3）進程調(diào)度信息 進程狀態(tài)。指明進程的當前狀態(tài)，以作為進程調(diào)度和進程對換時的依據(jù)。 進程優(yōu)先級。用于描述進程使用處理機的優(yōu)先級別的一個整數(shù)，優(yōu)先級別高的進程先獲得處理機。 進程調(diào)度所需的其他信息。如進程已等待CPU的時間總和、進程已執(zhí)行的時間總和等。 事件。指進程被阻塞的原因。 （4）進程控制信息 程 序和數(shù)據(jù)的地址。指出該進程的程序和數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存或外存地址，以便再調(diào)度到該進程執(zhí)行時，能從中找到其程序和數(shù)

3、據(jù)。 進程同步和通信機制。指實現(xiàn)進程同步和進程通信時所必須的機制，如消息隊列指針、信號量等。這些數(shù)據(jù)應(yīng)全部或部分地存放在PCB中。,進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換,1進程的基本狀態(tài) （1）就緒狀態(tài) 當進程已分配到除處理機以外的所有必要的資源后，只要再獲得處理機便可立即執(zhí)行，這時進程的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。 （2）執(zhí)行狀態(tài) 執(zhí)行狀態(tài)是指進程已獲得處理機、其程序正在執(zhí)行的狀態(tài)。 （3）阻塞狀態(tài) 正在執(zhí)行的進程因發(fā)生某事件而暫時無法繼續(xù)執(zhí)行時，便放棄處理機而處于暫停狀態(tài)，這種暫停狀態(tài)被稱為阻塞狀態(tài)。,進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換,命令行參數(shù),兩種獲得命令行參數(shù)的寫法： main(int argc, char *argv);

4、main(int argc, char *argv, char *envp);,獲取進程標識,#include #include pid_t getpid(void); 功能：獲取當前進程ID 返回：調(diào)用進程的進程ID #include #include pid_t getppid(void); 功能：獲取父進程ID 返回：調(diào)用進程的父進程ID,進程創(chuàng)建,#include #include pid_t fork(void); 功能：創(chuàng)建一個新的進程。 返回：子進程中為0，父進程中為子進程ID，出錯為-1 說明： 由fork創(chuàng)建的新進程被稱為子進程（ child process）。 該函數(shù)被調(diào)用

5、一次，但返回兩次。兩次返回的區(qū)別是子進程的返回值是0，而父進程的返回值則是子進程的進程ID。 一般來說，在fork之后是父進程先執(zhí)行還是子進程先執(zhí)行是不確定的。這取決于內(nèi)核所使用的調(diào)度算法。,父、子進程之間的區(qū)別,fork的返回值； 進程ID、不同的父進程ID； 父進程設(shè)置的鎖，子進程不繼承； 子進程的未決告警被清除； 子進程的未決信號集設(shè)置為空集。,父、子進程之間的繼承,使用fork函數(shù)得到的子進程是父進程的處繼承了整個進程的地址空間，包括：進程上下文、進程堆棧、內(nèi)存信息、打開的文件描述符、信號控制設(shè)置、進程優(yōu)先級、進程組號、當前工作目錄、根目錄、資源限制、控制終端等。,#include #

6、include #include int main(void) pid_t pid; pid=fork(); switch (pid) case -1: perror(fork error); exit(1); case 0: printf(I am the child process, my process id is %dn, getpid(); break; default: printf(I am the parent process, my process id is %dn, getpid(); break; return 0; ,進程的終止,進程的終止有以下幾種方式： exit(

7、) _exit() 由信號終止,exit和_exit,exit和_exit用于中止進程； _exit的作用：直接使進程停止運行，清除其使用的內(nèi)存空間，并清除其在內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； exit與_exit函數(shù)不同，exit函數(shù)在調(diào)用exit系統(tǒng)之前要檢查文件打開情況把文件緩沖區(qū)的內(nèi)容寫回文件中去。如調(diào)用printf（）函數(shù)。,_exit,exit,exec函數(shù),在用fork函數(shù)創(chuàng)建子進程后，子進程往往要調(diào)用一個exec函數(shù)以執(zhí)行另一個程序。 當進程調(diào)用一種exec函數(shù)時，該進程完全由新程序代換，而新程序則從其main函數(shù)開始執(zhí)行。因為調(diào)用exec并不創(chuàng)建新進程，所以前后的進程ID并未改變。exec

8、只是用另一個新程序替換了當前進程的正文、數(shù)據(jù)、堆和棧段。,exec函數(shù),#include int execl(const char * pathname, const char * arg 0, . /* (char *) 0 */); int execv(const char * pathname, char *const a rgv ); int execle(const char * pathname, const char * a rg 0, ./* (char *)0, char *const e n v p */); int execve(const char * pathname

9、 char *const a rgv , char *const envp ); int execlp(const char * filename, const char * a rg 0, . /* (char *) 0 */); int execvp(const char * filename, char *const a rgv ); 功能：實現(xiàn)代碼替換 返回值：若出錯則為- 1，若成功替換新代碼。,exec函數(shù),E:指可以傳遞環(huán)境變量表 L:單獨的參數(shù)傳遞，最后要有一個NULL V:傳一個指針數(shù)組名 P:按照環(huán)境變量來查找,程序舉例：,char *ps_argv=“ps”,”-ax”,

10、 NULL; char *ps_envp=“PATH=/bin:/usr/bin”,”TERM=console”, NULL execl(“/bin/ps”, “ps”, “-ax”, NULL); execv(“/bin/ps”, ps_argv); execle(“/bin/ps”, “ps”, “-ax”, NULL, ps_envp); execve(“/bin/ps”, ps_argv, ps_envp); execlp(“ps”, “ps”, “-ax”, NULL); execvp(“ps”, ps_argv);,wait和waitpid函數(shù),當一個進程正?；虍惓＝K止時，內(nèi)核就向

11、其父進程發(fā)送SIGCHLD信號。因為子進程終止是個異步事件(這可以在父進程運行的任何時候發(fā)生)，所以這種信號也是內(nèi)核向父進程發(fā)的異步通知。父進程可以忽略該信號，或者提供一個該信號發(fā)生時即被調(diào)用執(zhí)行的函數(shù)(信號處理程序)。對于這種信號的系統(tǒng)默認動作是忽略它。 wait函數(shù)用于使父進程阻塞，直到一個子進程結(jié)束或者該進程接收到一個指定信號為止。,wait和waitpid函數(shù),調(diào)用wait或waitpid的進程可能會： 阻塞(如果其所有子進程都還在運行)。 帶子進程的終止狀態(tài)立即返回(如果一個子進程已終止，正等待父進程存取其終止狀態(tài))。 出錯立即返回(如果它沒有任何子進程)。,wait和waitpid

12、函數(shù),#include #include pid_t wait(int * status) ; pid_t waitpid(pid_t pid, int * status, int options) ; 功能：等待進程。 返回值：若成功則為子進程ID號，若出錯則為-1. 參數(shù)說明： status：用于存放進程結(jié)束狀態(tài)。 pid：要等待的進程ID。 pid = -1 等待任一子進程。于是在這一功能方面waitpid與wait等效。 pid 0 等待其進程ID與PID相等的子進程。 pid = 0 等待其組ID等于調(diào)用進程的組ID的任一子進程。 pid -1 等待其組ID等于PID的絕對值的任一子

13、進程。 options：設(shè)置等待方式。 0：不設(shè)置。 WNOHANG：如果沒有任何已經(jīng)結(jié)束的進程則馬上返回，不等待。 WUNTRACED：如果子進程進入暫停狀態(tài)則馬上返回。,#include #include #include #include #include int main( void ) pid_t childpid; int status; childpid = fork(); if ( -1 = childpid ) perror( fork() ); exit( EXIT_FAILURE ); else if ( 0 = childpid ) puts( In child process ); sleep( 3 );/讓