4：抽象概念：进程（Process）

进程简单概念：运行的程序。

** 核心问题：如何制造无穷多CPU的假象？**
分时复用。
机制和策略的概念：

• 机制是达到某种功能的底层方法或协议
• 策略是在OS中做决定的某种算法

4.1 进程抽象

在OS中执行的某种程序我们称为进程。
进程的机器状态：

• 内存，进程能寻址的地址空间
• 寄存器、通用以及特殊寄存器（PC、SP、FP）
• IO信息

4.2 进程API概述

• 创造函数
• 摧毁函数
• 等待
• 其他控制函数
• 状态查询函数

4.3 进程创造：一点点细节

进程是如何创造的？

• 首先将它的代码段和数据段加载到内存（进程的地址空间）中
  • 早期OS：eagerly
  • 现代OS：lazily（paging, swapping）
• 分配栈空间
• 分配堆空间
• 运行初始化程序，例如IO初始化
• OS将控制权转给进程的main函数

4.4 进程状态

• 运行中（Running）
• 准备中（Ready）
• 停止（Blocked）

4.5 数据结构

OS保存在各个状态中的进程的进程表单，便于在适当时候做上下午转换。（PCB）
有些系统保存有各进程的初始化状态。
有些系统保存各个进程的最终状态，返回码。

4.6 小结（略）

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5 Unix进程API

5.1 fork()

int rc = fork()
if(rc < 0)
  ... // fork failed
else if(rc == 0){
  ... // in child process
} else {
  ... // in parent process
}

子进程不是完全母进程的copy，两者从fork的返回值开始，返回值不同。
getpid()

5.2 wait()

• waitpid()
• 返回打断本进程的pid

5.3 exec()

• exec()/execl()/execle()/execlp()/execv()/execvp()
• 将新代码和数据覆盖当前代码段和数据段，重新初始化堆栈
• 并不创造一个新进程，而是将当前进程变成了一个不同的进程
• 成功执行的exec不会退出

5.4 为什么这样设计？

可以支持很多灵活的系统设计。
shell：fork->exec->wait，各种混合
Unix pipe利用了pipe()系统函数

grep -o foo file | wc -l

5.5 其他API

例如kill()