91
2.5.3 Создание и удаление процессов из памяти
Структура процессов ОС Linux следует современным тенденциям построения операционных систем, в плане использования ими основной памяти ЭВМ:
•они полностью используют виртуальную адресацию памяти;
•ядро ОС фиксирует основные характеристики всех запущенных процессов.
Внастоящее время, ядро ОС использует 32-битную виртуальную адресацию пространства процесса, которая составляет размер в 4 ГБ, как показано на рисунке 2.17:
•первые 3 ГБ соответствуют пространству пользователя (User space);
•последний 1 ГБ находится в распоряжении ядра ОС (Kernel space).
Рисунок 2.17 — Виртуальная адресация процесса ОС Linux
В ядре ОС, для каждого процесса отведена директория страниц, что подразумевает возможность доступа к 1КВ таблицам страниц, которые указывают на 1МВ 4- х килобайтных страниц. Это позволяет адресовать 4 ГБ памяти.
Каждый пользовательский процесс имеет свою локальную таблицу дескриптора, которая адресует различные сегменты кода и сегменты данные-стек.
92
Замечание
В пользовательском пространстве, линейные адреса и логические адреса - идентичны.
Процесс получает свои таблицы страниц от родителя, при выполнении последним системного вызова fork(), со входами, помеченными как READ-ONLY или замещаемые.
Если процесс пытается писать в некоторую область памяти и страница является COPY-ON-WRITE страницей, то она копируется и помечается как READ-WRITE.
В любом случае, «Cистема управления памятью» Linux осуществляет подкачку страниц по обращению, в соответствии со стратегией COPY-ON-WRITE, которая основана на механизме подкачки и поддерживается процессором i386.
Современные ядра ОС Linux псевдоустройство proc, с файловой системой типа proc, которая монтируется к директории /proc корневой ФС.
Эта файловая система содержит много информации о каждом запущенном процес-
се:• директория /proc/<номер процесса> - содержит файлы (псевдофайлы) о разных характеристиках процесса с конкретным номером PID;
•директория /proc/self — является уникальной ссылкой для процесса, который обращается к информации о себе и который, как любой дочерний процесс, не знает свой PID.
Вкачестве демострации указанных возможностей, рассмотрим строку данных файла /proc/self/statm, содержащую семь цифровых слов, семантика которых представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 — Семантика слов файла /proc/<pid>/statm
Номер слова 
Семантика слова
1 Общий размер программы
2 
Размер резидентной части памяти
3 Число разделяемых страниц
4 
Число страниц 'code'
5 Число страниц data/stack
6 
Число страниц library
7 Число страниц dirty («грязных»)
Замечание
Все строки псевдофайлов заканчиваются символом перевода строки (0x0A).
Другой пример, файл /proc/self/maps, который содержит адреса и другие параметры всех ресурсов, привязанных к текущему процессу.
93
На листинге 2.3, представлен текст программы, которая читает и выводит на терминал информацию из файлов /proc/self/statm и /proc/self/maps.
Листинг 2.3 - Пример вывода файлов /proc/self/stats и /proc/self/maps
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h>
int main(void) {
puts("Проект lab8.3 ..."); |
|
|
|||||||
char |
|
|
buf[BUFSIZ]; |
|
|
||||
|
|
|
|
||||||
int i, j, fd; |
|
|
|||||||
ssize_t n; |
|
|
|||||||
char *pw[7]; |
|
|
|||||||
fd = open("/proc/self/statm", O_RDONLY); |
|
||||||||
if(fd < 0){ |
|
|
|||||||
|
|
perror("open /proc/self/statm"); |
|
||||||
} |
|
exit(EXIT_FAILURE); |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
puts("Содержимое файла /proc/self/statm:"); |
|
||||||||
n = read(fd, |
buf, BUFSIZ); |
|
|
||||||
if(fd < 0){ |
|
|
|
|
|||||
|
|
perror("read /proc/self/statm:"); |
|
||||||
} |
|
exit(EXIT_FAILURE); |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
close(fd); |
|
|
|||||||
buf[n - 1] = 0; |
|
|
|||||||
puts |
(buf); |
|
|
||||||
i = 0; |
|
|
|||||||
j = 0; |
|
|
|||||||
pw[0] = |
buf; |
|
|
||||||
while |
(buf[i] != 0) { |
|
|
||||||
|
|
if |
(buf[i] == 0x20) { |
// Прочитали слово |
|
||||
|
|
|
|
|
buf[i] = 0; |
|
|
||
} |
|
|
pw[++j]= |
&buf[i + 1]; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
} |
|
i++; |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
printf("%10s - Общий размер программы (в страницах)\n", |
pw[0]); |
||||||||
printf("%10s - Размер резидентной части памяти\n", |
pw[1]); |
||||||||
printf("%10s - Число разделяемых страниц\n", |
pw[2]); |
||||||||
printf("%10s - Число страниц 'code'\n", |
pw[3]); |
||||||||
printf("%10s - Число страниц data/stack\n", |
pw[4]); |
||||||||
printf("%10s - Число страниц library\n", |
pw[5]); |
||||||||
printf("%10s - Число страниц |
dirty («грязных»)\n", |
pw[6]); |
|||||||
puts("\nСодержимое файла /proc/self/maps:"); read_maps("/proc/self/maps", buf);
puts("Завершение проекта lab8.3 ..."); return EXIT_SUCCESS;
}
int read_maps(const char *fn, char *buf){ int fd;
ssize_t n;
fd = open(fn, O_RDONLY);
94
if(fd < 0){ perror(fn);
return EXIT_FAILURE;
}
while ((n = read(fd, buf, BUFSIZ - 1)) > 0){ buf[n] = 0;
puts(buf);
}
close(fd);
return EXIT_SUCCESS;
}
Задание 2.3
В среде разработки Eclipse, необходимо создать проект с именем lab8.3, руководствуясь текстом листинга 2.3.
Отладить и провести исследование работы полученной программы. Отразить краткое описание работы данного примера в личном отчете.
На листинге 2.4, представлен второй вариант программы, которая читает и выводит на терминал информацию из файлов /proc/self/statm и /proc/self/maps.
В этом примере, программа, относительно себя, выводит только содержимое файла /proc/self/statm, а затем создает дочерний процесс для вызова программы проекта lab8.3.
Листинг 2.4 — Второй пример вывода файлов /proc/self/stats и /proc/self/maps
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h>
int main(void) {
puts("Проект lab8.4 ...");
char buf[BUFSIZ]; int i, j, fd; ssize_t n;
char *pw[7];
fd = open("/proc/self/statm", O_RDONLY); if(fd < 0){
perror("open /proc/self/statm"); exit(EXIT_FAILURE);
}
puts("Содержимое файла /proc/self/statm:"); n = read(fd, buf, BUFSIZ);
if(fd < 0){
perror("read /proc/self/statm:"); exit(EXIT_FAILURE);
}
close(fd); buf[n - 1] = 0; puts(buf);
i = 0; j = 0;
pw[0] = buf;