Выполнение процессов

Процессы

Процесс в системах unix— это процесс в классическом понимании этого термина, то есть это программа, выполняемая в собственном виртуальном адресном простран­стве. Когда пользователь входит в систему, автоматически создается процесс, в ко­тором выполняется программа командного интерпретатора. Если командному ин­терпретатору встречается команда, соответствующая выполняемому файлу, то он создает новый процесс и запускает в нем соответствующую программу, начиная с функции main. Эта запущенная программа, в свою очередь, может создать процесс и запустить в нем другую программу (та тоже должна содержать функцию main) и т. Д.

Для образования нового процесса и запуска в нем программы используются два системных вызова api— fork() и exec (имя_выполняемого_файла). Системный вызов fork() приводит к созданию нового адресного пространства, состояние которого аб­солютно идентично состоянию адресного пространства основного процесса (то есть в нем содержатся те же программы и данные). Для дочернего процесса заводятся копии всех сегментов данных.

Процесс может выполняться в одном из двух состояний, а именно пользователь­ском и системном. В пользовательском состоянии процесс выполняет пользовательскую программу и имеет доступ к пользовательскому сегменту данных. В системном состоянии процесс выполняет программы ядра и имеет доступ к системному сегменту данных.

Когда пользовательскому процессу требуется выполнить системную функцию, он делает системный вызов. Фактически происходит вызов ядра системы как под­программы. С момента системного вызова процесс считается системным. Таким образом, пользовательский и системный процессы являются двумя фазами од­ного и того же процесса, но они никогда не пересекаются между собой. Каждая фаза пользуется своим собственным стеком. Стек задачи содержит аргументы, локальные переменные и другую информацию относительно функций, выпол­няемых в режиме задачи. Диспетчерский процесс не имеет пользовательской фазы.

В unix -системах организуется разделение времени (time sharing), то есть каждо­му процессу выделяется квант времени. Либо процесс завершается сам до истече­ния отведенного ему кванта времени, либо он приостанавливается по истечении кванта и продолжает свое исполнение при очередном получении нового кванта времени. Механизм диспетчеризации характеризуется достаточно справедливым распределением процессорного времени между всеми процессами. Пользователь­ским процессам приписываются приоритеты в зависимости от получаемого ими процессорного времени. Процессам, которые получили много процессорного вре­мени, назначают более низкие приоритеты, в то время как процессам, которые по­лучили лишь немного процессорного времени, наоборот, повышают приоритет, вспомните рассмотренные ранее механизмы динамических приоритетов. Такой метод диспетчеризации обеспечивает хорошее время реакции для всех пользова­телей системы. Все системные процессы имеют более высокие приоритеты по срав­нению с пользовательскими и поэтому всегда обслуживаются в первую очередь.