Виктор Костромин - Linux для пользователя

Но для понимания процедуры начальной загрузки необходимо иметь самое общее представление о том, что такое процесс в системе, поскольку это понятие будет постоянно использоваться в дальнейшем.

В самом первом приближении можно считать, что процесс - это загруженная в оперативную память программа. Но это не совсем точно, правильнее было бы сказать, что "процесс выполняет программу". Дело в том, что в Linux вначале запускается процесс, который загружает в оперативную память программу из указанного ему файла и начинает ее выполнять. Это означает, что каждый процесс должен быть запущен (как говорят - "порожден") каким-то другим процессом. То есть для каждого процесса однозначно определен его "родитель" (или "предок"), для которого данный процесс является "дочерним" (или "потомком"). Если вы хотите увидеть "дерево" запущенных в вашей системе процессов, выполните команду pstree. Вывод этой команды позволяет увидеть, что "отцом" всех процессов в системе (или "корнем дерева процессов") является процесс init, который первым запускается после загрузки ядра.

Каждый процесс в системе имеет уникальный идентификатор - PID, назначаемый процессу при запуске. Процесс с идентификатором 1 выполняет программу init. Именно по этим идентификаторам система различает процессы. Каждый запущенный процесс в любой момент времени находится в одном из следующих состояний: активен (R), приостановлен (T) или "спит" (S). Текущее состояние процесса называют статусом процесса.

Кроме идентификатора и статуса для каждого процесса в специальных структурах ядра сохраняются следующие данные (приводимый ниже перечень является далеко не полным):

• полная командная строка запуска выполняемой процессом задачи;

• информация об отведенном процессу адресном пространстве;

• ссылка на текущий рабочий каталог и корневой каталог процесса (последний служит для ограничения доступа процесса к файловой структуре);

• таблица открытых процессом файлов;

• так называемое окружение процесса, т. е. перечень заданных для данного процесса переменных с их текущими значениями;

• атрибуты, определяющие права и привилегии процесса, таблица обработчиков сигналов;

• указание на родительский процесс;

• пользовательская маска (umask) или маска доступа - указание на то, какие права надо удалить при создании нового файла или каталога из стандартного набора прав, присваиваемых файлу (каталогу).

Поскольку Linux - система многозадачная, одновременно может быть запущено много процессов. Впрочем, слово "одновременно" здесь применено не совсем корректно, поскольку на самом деле в каждый момент времени выполняется только один процесс. (Для точности следует заметить, что в многопроцессорных системах, на которых Linux тоже может работать, одновременно могут выполняться несколько процессов, но мы рассматриваем только однопроцессорные системы). Планировщик процессов выделяет каждому процессу небольшой квант времени и по истечении этого кванта передает управление следующему процессу. Кванты времени, выделяемые каждому процессу, так малы, что у пользователя создается иллюзия одновременного выполнения многих процессов. А для того, чтобы некоторые, наиболее важные процессы, получали больше процессорного времени, для каждого процесса установлен приоритет.

Пользователи могут "общаться" с процессами путем посылки им сигналов. Процессы тоже общаются друг с другом посредством сигналов. Когда мы нажимаем комбинацию клавиш ‹Ctrl›+‹C›, чтобы завершить выполнение какой-то программы, мы фактически посылаем соответствующему процессу сигнал "Завершить работу". Завершаясь, процесс посылает родительскому процессу сигнал о своем завершении. Но бывают случаи, когда родительский процесс завершается раньше дочернего. Процессы, не имеющие родителя, называются "сиротами". "Сироты" автоматически усыновляются процессом init, который и принимает сигналы об их завершении. Если процесс-родитель по каким-то причинам не может принять сигнал о завершении дочернего процесса, то процесс-потомок превращается в "зомби" и получает статус Z. Процессы-зомби не занимают процессорного времени (т. е. их выполнение прекращается), но соответствующие им структуры ядра не освобождаются. Уничтожение таких процессов - одна из обязанностей системного администратора. Наконец, процесс может надолго "впасть в сон", прервать который не удается. Статус таких процессов обозначается символом D. Уничтожить их удается только при перезагрузке системы.