lec12: 进程／线程控制spoc练习
视频相关思考题
12.1 进程切换
进程切换的可能时机有哪些？
分析ucore的进程切换代码，说明ucore的进程切换触发时机和进程切换的判断时机都有哪些。
ucore的进程控制块数据结构是如何组织的？主要字段分别表示什么？
12.2 进程创建
fork()的返回值是唯一的吗？父进程和子进程的返回值是不同的。请找到相应的赋值代码。
新进程创建时的进程标识是如何设置的？请指明相关代码。
请通过fork()的例子中进程标识的赋值顺序说明进程的执行顺序。
请在ucore启动时显示空闲进程（idleproc）和初始进程（initproc）的进程标识。
请在ucore启动时显示空闲线程（idleproc）和初始进程(initproc)的进程控制块中的“pde_t *pgdir”的内容。它们是否一致？为什么？
12.3 进程加载
- 加载进程后，新进程进入就绪状态，它开始执行时的第一条指令的位置，在elf中保存在什么地方？在加载后，保存在什么地方？
- 第一个用户进程执行的代码在哪里？它是什么时候加载到内存中的？
12.4 进程等待与退出
试分析wait()和exit()的结果放在什么地方？exit()是在什么时候放进去的？wait()在什么地方取到出的？
试分析ucore操作系统内核是如何把子进程exit()的返回值传递给父进程wait()的？
什么是僵尸进程和孤儿进程？
试分析sleep()系统调用的实现。在什么地方设置的定时器？它对应的等待队列是哪个？它的唤醒操作在什么地方？
通常的函数调用和函数返回都是一一对应的。有不是一一对应的例外情况？如果有，请举例说明。
小组思考题
(1) (spoc)设计一个简化的进程管理子系统，可以管理并调度支持“就绪”和“等待”状态的简化进程。给出了参考代码，请理解代码，并完成＂YOUR CODE"部分的内容． 可２个人一组
进程的状态
- RUNNING - 进程正在使用CPU
- READY - 进程可使用CPU
- WAIT - 进程等待I/O完成
- DONE - 进程结束
进程的行为
- 使用CPU,
- 发出YIELD请求,放弃使用CPU
- 发出I/O操作请求,放弃使用CPU
进程调度
- 使用FIFO/FCFS：先来先服务, 只有进程done, yield, io时才会执行切换
- 先查找位于proc_info队列的curr_proc元素(当前进程)之后的进程(curr_proc+1..end)是否处于READY态，
- 再查找位于proc_info队列的curr_proc元素(当前进程)之前的进程(begin..curr_proc-1)是否处于READY态
- 如都没有，继续执行curr_proc直到结束
关键模拟变量
- io_length : IO操作的执行时间
- 进程控制块
PROC_CODE = 'code_' PROC_PC = 'pc_' PROC_ID = 'pid_' PROC_STATE = 'proc_state_' - 当前进程 curr_proc
- 进程列表：proc_info是就绪进程的队列（list），
- 在命令行（如下所示）需要说明每进程的行为特征：（１）使用CPU ;(2)等待I/O
-l PROCESS_LIST, --processlist= X1:Y1,X2:Y2,... X 是进程的执行指令数; Ｙ是执行yield指令（进程放弃CPU,进入READY状态）的比例(0..100) Ｚ是执行I/O请求指令（进程放弃CPU,进入WAIT状态）的比例(0..100) - 进程切换行为：系统决定何时(when)切换进程:进程结束或进程发出yield请求
进程执行
instruction_to_execute = self.proc_info[self.curr_proc][PROC_CODE].pop(0)
关键函数
- 系统执行过程：run
- 执行状态切换函数: move_to_ready/running/done
- 调度函数：next_proc
执行实例
例1
$./process-simulation.py -l 5:30:30,5:40:30 -c
Produce a trace of what would happen when you run these processes:
Process 0
io
io
yld
cpu
yld
Process 1
yld
io
yld
yld
yld
Important behaviors:
System will switch when the current process is FINISHED or ISSUES AN YIELD or IO
Time PID: 0 PID: 1 CPU IOs
1 RUN:io READY 1
2 WAITING RUN:yld 1 1
3 WAITING RUN:io 1 1
4 WAITING WAITING 2
5 WAITING WAITING 2
6* RUN:io WAITING 1 1
7 WAITING WAITING 2
8* WAITING RUN:yld 1 1
9 WAITING RUN:yld 1 1
10 WAITING RUN:yld 1 1
11* RUN:yld DONE 1
12 RUN:cpu DONE 1
13 RUN:yld DONE 1