- •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 процессов
Ядро выгружает процесс, если испытывает потребность в свободной памяти, которая может возникнуть в следующих случаях:
Произведено обращение к системной функции fork, которая должна выделить место в памяти для процесса-потомка.
Произведено обращение к системной функции brk, увеличивающей размер процесса.
Размер процесса увеличился в результате естественного увеличения стека процесса.
Ядру нужно освободить в памяти место для подкачки ранее выгруженных процессов.
Обращение к системной функции fork выделено в особую ситуацию, поскольку это единственный случай, когда пространство памяти, ранее занятое процессом (родителем), не освобождается.
Когда ядро принимает решение о том, что процесс будет выгружен из основной памяти, оно уменьшает значение счетчика ссылок, ассоциированного с каждой областью процесса, и выгружает те области, у которых счетчик ссылок стал равным 0. Ядро выделяет место на устройстве выгрузки и блокирует процесс в памяти (в случаях 1-3), запрещая его выгрузку до тех пор, пока не закончится текущая операция выгрузки. Адрес места выгрузки областей ядро сохраняет в соответствующих записях таблицы областей.
За одну операцию ввода-вывода, в которой участвуют устройство выгрузки и адресное пространство задачи и которая осуществляется через буферный кеш, ядро выгружает максимально-возможное количество данных. Если аппаратура не в состоянии передать за одну операцию содержимое нескольких страниц памяти, перед программами ядра встает задача осуществить передачу содержимого памяти за несколько шагов по одной странице за каждую операцию. Таким образом, точная скорость и механизм передачи данных определяются, помимо всего прочего, возможностями дискового контроллера и стратегией распределения памяти. Например, если используется страничная организация памяти, существует вероятность, что выгружаемые данные занимают несмежные участки физической памяти. Ядро обязано собирать информацию об адресах страниц с выгружаемыми данными, которую впоследствии использует дисковый драйвер, осуществляющий управление процессом ввода-вывода. Перед тем, как выгрузить следующую порцию данных, программа подкачки (выгрузки) ждет завершения предыдущей операции ввода-вывода.
При этом перед ядром не встает задача переписать на устройство выгрузки содержимое виртуального адресного пространства процесса полностью. Вместо этого ядро копирует на устройство выгрузки содержимое физической памяти, отведенной процессу, игнорируя неиспользуемые виртуальные адреса. Когда ядро подкачивает процесс обратно в память, оно имеет у себя карту виртуальных адресов процесса и может переназначить процессу новые адреса. Ядро считывает копию процесса из буферного кеша в физическую память, в те ячейки, для которых установлено соответствие с виртуальными адресами процесса.
На рисунке 11 – «Отображение пространства процесса на устройство выгрузки» - приведен пример отображения образа процесса в памяти на адресное пространство устройства выгрузки. Процесс располагает тремя областями: команд, данных и стека. Область команд заканчивается на виртуальном адресе 2К, а область данных начинается с адреса 64К, таким образом в виртуальном адресном пространстве образовался пропуск в 62 Кбайта. Когда ядро выгружает процесс, оно выгружает содержимое страниц памяти с адресами 0, 1К, 64К, 65К, 66К и 128К; на устройстве выгрузки не будет отведено место под пропуск в 62 Кбайта между областями команд и данных, как и под пропуск в 61 Кбайт между областями данных и стека, ибо пространство на устройстве выгрузки заполняется непрерывно. Когда ядро загружает процесс обратно в память, оно уже знает из карты памяти процесса о том, что процесс имеет в своем пространстве неиспользуемый участок размером 62К, и с учетом этого соответственно выделяет физическую память.
Рисунок 11
Этот случай проиллюстрирован с помощью рисунка 12 – «Загрузка процесса в память». Сравнение показывает, что физические адреса, занимаемые процессом до и после выгрузки, не совпадают между собой; однако, на пользовательском уровне процесс не обращает на это никакого внимания, поскольку содержимое его виртуального пространства осталось тем же самым.
Теоретически все пространство памяти, занятое процессом, в том числе его личное адресное пространство и стек ядра, может быть выгружено, хотя ядро и может временно заблокировать область в памяти на время выполнения критической операции. Однако практически, ядро не выгружает содержимое адресного пространства процесса, если в нем находятся таблицы преобразования адресов (адресные таблицы) процесса. Практическими соображениями так же диктуются условия, при которых процесс может выгрузить самого себя или потребовать своей выгрузки другим процессом
Рисунок 12