Linux学习笔记零零四
前几天和同事讨论到多核、多任务，感叹写程序时多线程间同步的麻烦，担心写出来的程序会出问题，听说多任务是比尔盖茨发明的，然后，讨论到如果这个世界没有多任务会怎么办？
一个cpu在同一时间只能干一件事情，所谓的多任务实际上是假的分时机制，我有一个同事写了一个单片机上的类似于UCOS的操作系统，采用定时器
中断来实现任务的切换以及以消息驱动之。这种做法和现代操作系统中的多任务有什么区别呢？
Linux对进程的定义有四个要素：有一段可以执行的代码、有独立的用户空间、有系统堆栈、有task_struct。
如果没有独立的用户空间，那就叫线程；如果完全没有用户空间，那就叫内核线程。
可以从Linux如何实现多任务来理解这四个要素；每个进程都有自己的4G的虚拟地址空间。用户进程间互不干扰。即用户进程A不可以访问用户进程B的
空间；用户进程B不可以访问用户进程A的空间。这是现代操作系统与简单的操作系统之间的差异。在UCOS和我同事的那个系统中，实现进程切换的机
制和现代操作系统的类似，不同之处在于，简单的操作系统上，进程之间没有独立性；也就是存储管理做的那部分工作。这也是现代操作系统能够分成
操作系统层、应用层，以及在应用层上面有那么多应用的原因。从这个角度看，简单操作系统无论多开放，它还是封闭的，这种特性决定了它无法发展
起来。
Linux是如何做到进程间相互独立的呢？就是通过它的存储管理机制和进程管理机制。一段可执行代码、一个独立的用户空间、一块系统堆栈空间和
一个task_struct结构；其中，系统堆栈空间和task_struct在系统空间，必须在系统模式下修改；而独立的用户空间和可执行代码，它所隐含的意
思是：用户进程能够修改自己分配的空间的内容，不能修改不是自己分配的空间的内容，这样，就保证了进程间的独立。
我们可以想象进程的行为：
1. 进程的诞生，在系统模式下，为一个进程分配系统堆栈、task_struct；
2. 导入一段可执行代码段，根据代码段中的内容，分配用户空间中的全局变量和静态变量，并分配好堆栈空间；
3. 执行代码段，当需要的数据在栈中操作时，调整栈指针，MMU将虚拟地址映射到物理地址。
4. 执行代码段，当需要的数据在堆中操作时，首先请求分配堆，进入内核模式，分配相应的虚拟地址空间，并加入task_struct中的虚存区间列表
中，同时分配物理页面，在页目录表和页表中加入相应的项，建立映射关系；然后访问这些虚拟地址，由MMU进行地址映射。
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