内核启动代码是使用汇编语言完成的,主要包括创建内核堆栈、识别 CPU 类型、计算内存、禁用中断、启动内存管理单元等,然后调用 C 语言的 main 函数执行操作系统部分。
这部分也会做很多事情,首先会分配一个消息缓冲区来存放调试出现的问题,调试信息会写入缓冲区。如果调试出现错误,这些信息可以通过诊断程序调出来。
然后操作系统会进行自动配置,检测设备,加载配置文件,被检测设备如果做出响应,就会被添加到已链接的设备表中,如果没有相应,就归为未连接直接忽略。
配置完所有硬件后,接下来要做的就是仔细手工处理进程0,设置其堆栈,然后运行它,执行初始化、配置时钟、挂载文件系统。创建 init 进程(进程 1 ) 和 守护进程(进程 2)。
init 进程会检测它的标志以确定它是否为单用户还是多用户服务。在前一种情况中,它会调用 fork 函数创建一个 shell 进程,并且等待这个进程结束。后一种情况调用 fork 函数创建一个运行系统初始化的 shell 脚本(即 /etc/rc)的进程,这个进程可以进行文件系统一致性检测、挂载文件系统、开启守护进程等。
然后 /etc/rc 这个进程会从 /etc/ttys 中读取数据,/etc/ttys 列出了所有的终端和属性。对于每一个启用的终端,这个进程调用 fork 函数创建一个自身的副本,进行内部处理并运行一个名为 getty 的程序。
getty 程序会在终端上输入
login:等待用户输入用户名,在输入用户名后,getty 程序结束,登陆程序 /bin/login 开始运行。login 程序需要输入密码,并与保存在 /etc/passwd 中的密码进行对比,如果输入正确,login 程序以用户 shell 程序替换自身,等待第一个命令。如果不正确,login 程序要求输入另一个用户名。
整个系统启动过程如下
随着处理器的不断增加,我们的计算机系统由单机系统变为了多处理系统,多处理系统的吞吐量比较高,多处理系统拥有多个并行的处理器,这些处理器共享时钟、内存、总线、外围设备等。
多处理系统由于可以共享资源,因此可以开源节流,省钱。整个系统的可靠性也随之提高。
什么是进程和进程表进程就是正在执行程序的实例,比如说 Web 程序就是一个进程,shell 也是一个进程,文章编辑器 typora 也是一个进程。
操作系统负责管理所有正在运行的进程,操作系统会为每个进程分配特定的时间来占用 CPU,操作系统还会为每个进程分配特定的资源。
操作系统为了跟踪每个进程的活动状态,维护了一个进程表。在进程表的内部,列出了每个进程的状态以及每个进程使用的资源等。
什么是线程,线程和进程的区别这又是一道老生常谈的问题了,从操作系统的角度来回答一下吧。
我们上面说到进程是正在运行的程序的实例,而线程其实就是进程中的单条流向,因为线程具有进程中的某些属性,所以线程又被称为轻量级的进程。浏览器如果是一个进程的话,那么浏览器下面的每个 tab 页可以看作是一个个的线程。
下面是线程和进程持有资源的区别
线程不像进程那样具有很强的独立性,线程之间会共享数据
创建线程的开销要比进程小很多,因为创建线程仅仅需要堆栈指针和程序计数器就可以了,而创建进程需要操作系统分配新的地址空间,数据资源等,这个开销比较大。
什么是上下文切换对于单核单线程 CPU 而言,在某一时刻只能执行一条 CPU 指令。上下文切换 (Context Switch) 是一种 将 CPU 资源从一个进程分配给另一个进程的机制。从用户角度看,计算机能够并行运行多个进程,这恰恰是操作系统通过快速上下文切换造成的结果。在切换的过程中,操作系统需要先存储当前进程的状态 (包括内存空间的指针,当前执行完的指令等等),再读入下一个进程的状态,然后执行此进程。
使用多线程的好处是什么多线程是程序员不得不知的基本素养之一,所以,下面我们给出一些多线程编程的好处
能够提高对用户的响应顺序
在流程中的资源共享
比较经济适用
能够对多线程架构有深入的理解
进程终止的方式 进程的终止