Linux系統(tǒng)下的進(jìn)程切換過程

本篇內(nèi)容介紹了“Linux系統(tǒng)下的進(jìn)程切換過程”的有關(guān)知識，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

Linux內(nèi)核下進(jìn)程切換
Linux切換并沒有使用X86CPU的切換方法，Linux切換的實(shí)質(zhì)就是cr3切換（內(nèi)存空間切換，在switch_mm函數(shù)中）+ 寄存器切換（包括EIP，ESP等，均在switch_to函數(shù)中）。這里我們講述下switch_to主流程：
1、 在switch_mm函數(shù)中將new_task->pgd設(shè)置到cr3寄存器中，實(shí)現(xiàn)頁表切換，由于每個進(jìn)程3-4G的頁表映射機(jī)制完全一樣（從內(nèi)核頁表中直接復(fù)制過來的），故這里雖然切換了pgd，但是并無影響，只是在任務(wù)回到用戶空 間中時，才會發(fā)生變化，因?yàn)槊總€任務(wù)在0-3G中的頁表映射都是各自獨(dú)立的；
2、 壓入esi edi ebp到cur_task堆棧中；
3、 將esp寄存器中的值保存到cur_task.task_struct.thread.esp中，也就是將cur_task切換時的堆棧指針保存起來；
4、 將new_task.task_struct.thread.esp中的值設(shè)置到esp寄存器中，這里的new_task.task_struct.thread.esp中的值就是new_task上一次被換出時的堆棧指針，現(xiàn)在被恢復(fù)了，2和3結(jié)合實(shí)現(xiàn)了從cur_task到new_task的堆棧切換；
5、 將1f地址設(shè)置到cur_task.task_struct.thread.eip中，當(dāng)下次cur_task恢復(fù)運(yùn)行時，將會從1f處開始運(yùn)行，下面闡述了這種原理；
6、 將new_task.task_struct.thread.eip壓入到new_task的堆棧中，這里new_task.task_struct.thread.eip的值就是1f，因?yàn)閺?中可知，new_task上一次被換出時，其也是和現(xiàn)在的cur_task類似，1f地址被設(shè)置到new_task.task_struct.thread.eip中；
7、 隨后CPU跳轉(zhuǎn)到__switch_to函數(shù)中開始執(zhí)行，注意這里使用的是jmp，不是call，call會pusheip，而jmp不會，由于__switch_to是函數(shù)，當(dāng)CPU執(zhí)行完該函數(shù)后，最后一條指令必然為iret，該指令會popeip，從5中可以知道，此時new_task堆棧中的鏡像為[......., esi,edi,ebp,eip(&1f)]，故popeip將值eip(&1f)設(shè)置到eip寄存器中，這樣當(dāng)iret執(zhí)行完畢后，CPU將從eip處繼續(xù)執(zhí)行，也就是從1f處繼續(xù)執(zhí)行；
8、 此時已經(jīng)在new_task的執(zhí)行環(huán)境中了，pop ebp, pop edi, popesi，回到schedule函數(shù)中，當(dāng)返回用戶空間中時，由于new_task用戶空間的eip,ss,esp等均被從new_task的堆棧中彈出到對應(yīng)寄存器中，從而new_task得以順利執(zhí)行。

Linux 前后臺進(jìn)程切換
當(dāng)你用shell啟動一個程序時，往往他是在前臺工作的。 例如經(jīng)常用PUTTY連接到遠(yuǎn)程服務(wù)器執(zhí)行腳本的時候，如果本地網(wǎng)絡(luò)中斷后，這個時候前臺進(jìn)程就結(jié)束了，比較的懊惱，必須重新執(zhí)行。因此有必要進(jìn)行前后臺進(jìn)程的切換。

例如直接在終端里輸入firefox，那么會打開firefox，但當(dāng)你關(guān)閉此終端或者ctrl+c強(qiáng)制終止時，firefox也隨機(jī)關(guān)閉了。

你可以在執(zhí)行時后面加一個&，這樣就在后臺工作了。Shell支持作用控制，有以下命令：

（1）. command  &讓進(jìn)程在后臺運(yùn)行
（2）. jobs –l 查看后臺運(yùn)行的進(jìn)程
（3）. fg %n 讓后臺運(yùn)行的進(jìn)程n到前臺來
（4）. bg %n 讓進(jìn)程n到后臺去;
PS："n"為jobs查看到的進(jìn)程編號。

1、執(zhí)行命令&切換至后臺
在Linux終端運(yùn)行命令的時候，在命令末尾加上&符號，就可以讓程序在后臺運(yùn)行

代碼如下:

root@Ubuntu$ ./tcpserv01&

2、切換正在運(yùn)行的程序到后臺
如果程序正在前臺運(yùn)行，可以使用Ctrl+z 選項(xiàng)把程序暫停，然后用 bg %[number]命令把這個程序放到后臺運(yùn)行，這個步驟分為3步，如下：
2.1暫停程序運(yùn)行CTRL+Z
ctrl + z跟系統(tǒng)任務(wù)有關(guān)的，ctrl + z可以將一個正在前臺執(zhí)行的命令放到后臺，并且暫停。

代碼如下:

[Oracle@linuxidc ~]$ sh ins.sh
[1]+Stopped                ins.sh

2.2查看暫停的程序
察看jobs使用jobs或ps命令可以察看正在執(zhí)行的jobs。

代碼如下:

[oracle@linuxidc ~]$ jobs -l
[1]+  4524Stopped            ins.sh

jobs命令執(zhí)行的結(jié)果，+表示是一個當(dāng)前的作業(yè)，減號表是是當(dāng)前作業(yè)之后的一個作業(yè)。
jobs -l選項(xiàng)可顯示所有任務(wù)的PID，jobs的狀態(tài)可以是running， stopped，Terminated
2.3切換程序至后臺
bg將一個在后臺暫停的命令，變成繼續(xù)執(zhí)行如果后臺中有多個命令，可以用bg %jobnumber將選中的命令調(diào)出.

代碼如下:

[oracle@linuxidc ~]$ bg %1
[oracle@linuxidc ~]$ jobs -l
[1]+  4524Running          ins.sh

2.4切換程序至前臺
也可以用 fg %[number]指令把一個程序掉到前臺運(yùn)行

代碼如下:

[oracle@linuxidc ~]$ fg %1
./tcpserv01

2.5終止后臺程序
也可以直接終止后臺運(yùn)行的程序，使用 kill 命令

代碼如下:

[oracle@linuxidc ~]$ kill %1

但是如果任務(wù)被終止了(kill)，shell 從當(dāng)前的shell環(huán)境已知的列表中刪除任務(wù)的進(jìn)程標(biāo)識;也就是說，jobs命令顯示的是當(dāng)前shell環(huán)境中所起的后臺正在運(yùn)行或者被掛起的任務(wù)信息。

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