线程机制实习报告

线程机制实习报告_Nachos Lab1

本文主要是介绍线程机制实习报告_Nachos Lab1，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

内容一：总体概述

本次Lab针对的内容是实现线程机制最基本的数据结构——进程控制块（PCB）。当一个进程创建时必然会生成一个相应的进程控制块，记录一些该线程特征，如进程的标示符、状态、相应的程序和数据地址、资源清单等（当然，Nachos简化了进程控制块的内容）。实验的主要内容是修改和扩充PCB，主要难点在于发现修改PCB影响到的文件并进行修改。

另一个存在的困难就是对C++语言的语法不熟悉，需要补一些语法课。

【用简洁的语言描述本次lab的主要内容；阐述本次lab中涉及到的重要的概念，技术，原理等，以及其他你认为的最重要的知识点。这一部分主要是看大家对lab的总体的理解。

要求：简洁，不需要面面俱到，把重要的知识点阐述清楚即可。】

内容二：任务完成情况

任务完成列表（Y/N）

	Exercise1	Exercise2	Exercise3	Exercise4
完成情况	Y	Y	Y	Y

具体Exercise的完成情况

Exercise1

调研Linux或Windows中进程控制块（PCB）的基本实现方式，理解与Nachos的异同。

我选择了开源的Linux作为调研内容。在Linux中的每一个进程由一个task_struct数据结构来描述。task_struct就是通常所说的进程控制块（PCB）。task_struct容纳了一个进程的所有信息，是对系统进程进行控制的唯一手段，也是最有效的手段。task_struct存放在/include/linux/sched.h中。

我的调研选择了Linux-3.5.4版本阅读。并参考了网上的一些博客。Linux系统的PCB包括了很多参数，主要的参数有：

1) 进程状态

进程状态是进程调度和交换的依据。Linux下进程设置了5种状态。分别是运行态、可中断态、不可中断态、僵尸状态、暂停态。

2) 进程调度信息

调度程序利用这些信息决定下一个应该运行的进程。这部分信息包括进程的类别（普通进程还是实时进程）、进程的优先级等。

3) 标识符

每个进程都有很多标识符来标识它，标识符有进程标识符、用户标识符、组标识符、备份用户标识符、文件系统用户标识符等。标识符可以用于控制进程对系统中文件和设备的访问。

4) 进程通信相关信息

Linux支持多种不同形式的通信机制。它支持典型的Unix通信机制：信号、管道，也支持System V通信机制：共享内存、信号量和消息队列。

5) 进程链接信息

Linux中进程有继承关系。除了初始化进程init，其他进程都有一个父进程。每个进程可以通过fork()或clone()系统调用来创建子进程，除了进程标识符等必要的信息外，子进程的task_struct结构中的绝大部分信息都是从父进程中拷贝过来的。系统记录这种父/子、兄/弟关系，使进程间的协作更加方便。task_struct中有许多指针，通过这些指针，系统中所有的task_struct结构就构成了一颗进程树。

6) 时间和定时器信息

内核需要记录进程在其生存期内使用CPU的时间以便用于统计、计费等有关操作。进程耗费CPU的时间由两部分组成：一是在用户态下耗费的时间，一是在系统态下耗费的时间。这类信息还包括进程剩余的时间片和定时器信息等，以控制相应事件的触发。

7) 文件系统信息

进程可以打开或关闭文件，文件属于系统资源，Linux内核要对进程使用文件的情况进行记录。

8) 虚拟内存信息

除了内核线程，每个进程都拥有自己的地址空间，用mm_struct来描述。

9) 页面管理信息

当物理内存不足时，Linux内存管理子系统需要把内存中部分页面交换到外存，其交换是以页为单位的。这部分结构记录了交换所用到的信息、

10) 对称多处理器信息

与多处理器相关的几个域。

11) 处理器上下文信息

当进程暂时停止运行时，处理机的状态必须保存在进程的task_struct。当进程被调度重新运行时再从中恢复这些环境，也就是恢复这些寄存器和堆栈的值。