- •Fedora Core 5 (Bordeaux)
- •2007 Оглавление
- •Многообразие ядер Linux
- •Чуть ближе к истории
- •Хронология
- •Нумерация версий
- •Поддержка
- •Стабильные версии
- •Загрузочные параметры ядра
- •Параметры корневой файловой системы
- •Параметры загрузки управления памяти
- •Параметры управления ram-диском
- •Другие параметры ядра
- •Процессы Немного об архитектуре процессов
- •Общие сведения о процессах
- •Системные вызовы fork() и ехес()
- •Нити Что такое нить?
- •Создание нити и идеология posix api
- •Завершение нити, особенности главной нити
- •Жизненный цикл нити
- •Синхронизация с использованиеmutex Что такое mutex?
- •Использование mutex
- •Проблема тупиков
- •Решение проблемы тупиков
- •Общая схема управления процессами
- •Команды управления процессами Команда ps
- •Команда top
- •Изменение приоритета процесса - команда nice
- •Взаимодействие процессов(ipc)
- •Семафоры
- •Файловая система Видимая сторона файловой системы
- •Имена файлов и каталогов
- •Каталоги
- •Стандартные каталоги
- •Типы файлов
- •Файлы физических устройств
- •Наиболее часто используемые стандартные имена устройств
- •Жесткие и символические ссылки
- •Именованные каналы
- •Права доступа к файлам и каталогам
- •Команды работы с файлами и каталогами
- •Команды chown и chgrp
- •Команда cat
- •Команда cp
- •Команда mv
- •Команды rm и rmdir
- •Команды more и less
- •Команда find и символы шаблонов для имен файлов
- •Команда split — разбиваем файл на несколько частей
- •Сравнение файлов и команда patch
- •Изнанка файловой системы
- •Типы файловых систем, поддерживаемых в Linux
- •Файловая система ext2fs – предшественница ext3fs
- •ReiserFs
- •Файловая система ext3 Введение в файловую систему ext3.
- •Журналируемая файловая система
- •Файловая система ext3
- •Различные журналируемые режимы в файловой системе ext3
- •Управление памятью
- •Аппаратно-независимый уровень управления памятью
- •Страничное замещение основной памяти и swapping
- •Свопинг
- •Управление пространством на устройстве выгрузки
- •Выгрузка процессов
- •Выгрузка при выполнении системной функции fork
- •Выгрузка с расширением
- •Загрузка (подкачка) процессов
- •Подкачка по запросу
- •Структуры данных, используемые подсистемой замещения страниц
- •Функция fork в системе с замещением страниц
- •Сборщик" страниц
- •Управление вводом/выводом
- •Взаимодействие драйверов с программной и аппаратной средой
- •Конфигурация системы
- •Программы обработки прерываний
- •Дисковые драйверы
- •Список используемой литературы
- •Приложение Низкоуровневый ввод/вывод Обзор механизмов ввода/вывод вLinux
- •Файловые дескрипторы
- •Открытие файла: системный вызовopen()
- •Закрытие файла: системный вызов close()
- •Чтение файла: системный вызов read()
- •Запись в файл: системный вызов write()
- •Произвольный доступ: системный вызов lseek()
Выгрузка при выполнении системной функции fork
В описании системной функции fork предполагалось, что процесс-родитель получил в свое распоряжение память, достаточную для создания контекста потомка. Если это условие не выполняется, ядро выгружает процесс из памяти, не освобождая пространство памяти, занимаемое его (родителя) копией. Когда процедура выгрузки завершится, процесс-потомок будет располагаться на устройстве выгрузки; процесс-родитель переводит своего потомка в состояние "готовности к выполнению" и возвращается в режим задачи. Поскольку процесс-потомок находится в состоянии "готовности к выполнению", программа подкачки в конце концов загрузит его в память, где ядро запустит его на выполнение; потомок завершит тем самым свою роль в выполнении системной функции fork и вернется в режим задачи.
Выгрузка с расширением
Если процесс испытывает потребность в дополнительной физической памяти, либо в результате расширения стека, либо в результате запуска функции brk, и если эта потребность превышает доступные резервы памяти, ядро выполняет операцию выгрузки процесса с расширением его размера на устройстве выгрузки. На устройстве выгрузки ядро резервирует место для размещения процесса с учетом расширения его размера. Затем производится перенастройка таблицы преобразования адресов процесса с учетом дополнительного виртуального пространства, но без выделения физической памяти (в связи с ее отсутствием). Наконец, ядро выгружает процесс, выполняя процедуру выгрузки обычным порядком и обнуляя вновь выделенное пространство на устройстве. Когда несколько позже ядро будет загружать процесс обратно в память, физическое пространство будет выделено уже с учетом нового состояния таблицы преобразования адресов. В момент возобновления у процесса уже будет в распоряжении память достаточного объема (см. рисунок 13 – «Перенастройка карты памяти в случае выгрузки с расширением»).
Рисунок 13
Загрузка (подкачка) процессов
Нулевой процесс (процесс подкачки) является единственным процессом, загружающим другие процессы в память с устройств выгрузки. Процесс подкачки начинает работу по выполнению этой своей единственной функции по окончании инициализации системы. Он загружает процессы в память и, если ему не хватает места в памяти, выгружает оттуда некоторые из процессов, находящихся там. Если у процесса подкачки нет работы (например, отсутствуют процессы, ожидающие загрузки в память) или же он не в состоянии выполнить свою работу (ни один из процессов не может быть выгружен), процесс подкачки приостанавливается; ядро периодически возобновляет его выполнение. Ядро планирует запуск процесса подкачки точно так же, как делает это в отношении других процессов, ориентируясь на более высокий приоритет, при этом процесс подкачки выполняется только в режиме ядра. Процесс подкачки не обращается к функциям операционной системы, а использует в своей работе только внутренние функции ядра; он является архетипом всех процессов ядра.
Программа обработки прерываний по таймеру измеряет время нахождения каждого процесса в памяти или в состоянии выгрузки. Когда процесс подкачки возобновляет свою работу по загрузке процессов в память, он просматривает все процессы, находящиеся в состоянии "готовности к выполнению, будучи выгруженными", и выбирает из них один, который находится в этом состоянии дольше остальных. Если имеется достаточно свободной памяти, процесс подкачки загружает выбранный процесс, выполняя операции в последовательности, обратной выгрузке процесса. Сначала выделяется физическая память, затем с устройства выгрузки считывается нужный процесс и освобождается место на устройстве.
Если процесс подкачки выполнил процедуру загрузки успешно, он вновь просматривает совокупность выгруженных, но готовых к выполнению процессов в поисках следующего процесса, который предполагается загрузить в память, и повторяет указанную последовательность действий. В конечном итоге возникает одна из следующих ситуаций:
На устройстве выгрузки больше нет ни одного процесса, готового к выполнению. Процесс подкачки приостанавливает свою работу до тех пор, пока не возобновится процесс на устройстве выгрузки или пока ядро не выгрузит процесс, готовый к выполнению.
Процесс подкачки обнаружил процесс, готовый к загрузке, но в системе недостаточно памяти для его размещения. Процесс подкачки пытается загрузить другой процесс и в случае успеха перезапускает алгоритм подкачки, продолжая поиск загружаемых процессов.
Если процессу подкачки нужно выгрузить процесс, он просматривает все процессы в памяти. Прекратившие свое существование процессы не подходят для выгрузки, поскольку они не занимают физическую память; также не могут быть выгружены процессы, заблокированные в памяти, например, выполняющие операции над областями. Ядро предпочитает выгружать приостановленные процессы, поскольку процессы, готовые к выполнению, имеют больше шансов быть вскоре выбранными на выполнение. Решение о выгрузке процесса принимается ядром на основании его приоритета и продолжительности его пребывания в памяти. Если в памяти нет ни одного приостановленного процесса, решение о том, какой из процессов, готовых к выполнению, следует выгрузить, зависит от значения, присвоенного процессу функцией nice, а также от продолжительности пребывания процесса в памяти.