Linux 下的进程初步

一.操作系统：是一款做软件与硬件管理的软件
操作系统与硬件之间有一个层次叫做驱动
硬件<-驱动<-操作系统(核心层)<-外壳<-用户（最外层到最底层）
对操作系统而言，对下要管理各种软件与硬件，对上而言，要提供各种使用方式对于用户
内核：对下
外壳：对上

二.系统调用：调用的是一个个的函数，是操作系统提供的接口（操作系统给的一个个函数接口，用来进行各种操作）
库函数是基于系统调用的二次开发，节省开发成本，增减代码移植性
操作系统内核的四大要点
进程管理，内存管理，设备管理，文件管理
这里我们不做过多叙述，这里只是一个概念描述

三.进程概念：
程序的一个执行实例
正在执行的程序
能分配处理器并由处理器执行的实体
这三种说法都是对的
那么正式进入进程的认识吧
内核：担当分配和管理系统资源（CPU时间，内存）的实体
管理的两个步骤：描述，组织
操作系统对进程进行管理，都是对结构体数据（PCB（进程描述符，是一个结构体，包含了进程的所有描述信息））进行管理
进程与可执行程序的区别：
1>进程是动态的，进程状态是可以改变的；程序是静态的，处于存储状态
2>进程在内存上，程序在硬盘上
3>进程比程序多了很多的描述信息，其中最重要的是PCB（进程控制块），PCB经常改变

进程控制块：是task_struck结构体，这个结构体具体的实现我会之后写到，其中进程控制块包含了标识符，状态，优先级，程序计数器，内存指针，上下文数据，I/O状态信息，记账信息 等！
*1>标识符：描述本进程的唯一标识符，用来区别其他进程
*2>状态：任务状态，退出代码，退出信号等
*3>优先级：相对于其他进程的优先级
*4>程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。
5>内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
*6>上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据
7>I/O状态信息：包括显示的I/O请求，分配给进程的I/O设备和被进程使用的文件列表
8>记账信息：包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等
所有运行在系统里的进程都以task_struck链表的形式存在内核里

四.进程位置
./目标文件 ：执行可执行程序，并将程序加载到内存当中变成进程
这里介绍一些指令
ps aux指令：显示所有进程
grep行过滤
pid进程id

ps aux | grep “目标进程”：显示所要查询的进程信息

getpid() 获得系统调用的进程id，返回值为pid_t类型，是一个被封装过的类型，为一个无符号整数
getppid() 获得系统调用的父进程id，同样返回一个无符号整数

Linux下创建 子进程 的方法
fork指令：有两个返回值，创建子进程，成功给子进程返回0，给父进程返回子进程的pid；失败的时候给父进内容程返回-1；

子进程
1>子进程的数据结构以父进程为模板，共享代码
2>子进程数据私有，方法是写时拷贝
fork创建的子进程通常是要用来干其他事情的，经常用if eles来执行相应命令
Linux下c语言中的地址空间是虚拟地址，创建的变量i，用fork创建子进程，&i直接打印出来的地址其实是虚拟地址，但是i的输出是从物理地址中取得的
，所以才会出现同一个虚拟地址中的打印的值不同，因为他们的物理地址不同。
如下

我们可以清楚地看到fork成功的创建了一个子进程，父进程和子进程之间的关系也很清楚，子进程中调用getppid()函数的到的id正是父进程中getpid()得到的id，这也就说明了子进程已经被创建
并且我们可以看见同一个变量i在子进程和父进程中的地址是相同的，但是值却不同，这在我们通常的认知中这简直是不可能的，这里我们就引入了一个概念叫做虚拟地址，也就是代码中变量所指向的地址其实是一个虚拟地址，但是每一个虚拟地址通过页表映射转换为物理内存，也就是真正的的存储空间，来让我们看看这是一个怎样的过程

Linux下的任何语言的地址空间都是虚拟地址！！！！！
页表：4k大小是一页，在里面，操作系统中的mmu(硬件)将虚拟内存 映射 为物理内存

父进程与子进程共享代码：经过页表同时只想一块物理地址
父进程与子进程私有数据：经过页表指向不同的物理地址