《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理－Linux實(shí)例分析》課件第3章

第3章作業(yè)管理及用戶接口3.1操作系統(tǒng)的用戶接口3.2作業(yè)管理3.3批處理作業(yè)的管理3.4處理機(jī)調(diào)度級別3.5Linux系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)習(xí)題三 3.1操作系統(tǒng)的用戶接口

計(jì)算機(jī)配置操作系統(tǒng)的目的之一是為了方便用戶。也就是說，在操作系統(tǒng)協(xié)作下，用戶能夠簡便、靈活、安全可靠、經(jīng)濟(jì)有效地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源來解決問題。那么，用戶通過什么途徑與操作系統(tǒng)打交道，請求并得到操作系統(tǒng)的協(xié)作呢？為了便于用戶使用計(jì)算機(jī)，操作系統(tǒng)為用戶提供了兩種使用界面，即兩種類型的接口。一種是程序級接口，即系統(tǒng)調(diào)用，又稱廣義指令。用戶可以在程序中直接使用系統(tǒng)調(diào)用指令來調(diào)用操作系統(tǒng)的有關(guān)功能。另一種是作業(yè)控制級接口，其中又分別為脫機(jī)用戶與聯(lián)機(jī)用戶設(shè)置了不同的接口，即系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語言或鍵盤操作命令，用戶可以使用它們向系統(tǒng)提出作業(yè)運(yùn)行的步驟，控制作業(yè)的運(yùn)行。3.1.1程序級接口

1．系統(tǒng)調(diào)用指令的概念

所謂系統(tǒng)調(diào)用，是指操作系統(tǒng)向用戶提供的程序一級的服務(wù)，用戶程序借助于系統(tǒng)調(diào)用命令來向操作系統(tǒng)提出各種資源要求和服務(wù)請求。用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)提供的一些子功能。這些子功能分別由一個(gè)或多個(gè)子程序來完成。因此，系統(tǒng)調(diào)用就是通過系統(tǒng)調(diào)用命令，中斷現(xiàn)行程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行操作系統(tǒng)提供的相應(yīng)的子程序，以完成特定的系統(tǒng)功能。完成后，控制又返回到發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用命令之后的一條指令，被中斷的程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行。系統(tǒng)調(diào)用是作為擴(kuò)充機(jī)器指令、增加系統(tǒng)功能、方便用戶使用而提供的。因此，在一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，把系統(tǒng)調(diào)用命令稱為“廣義指令”。但是，這些“廣義指令”與指令系統(tǒng)提供的機(jī)器指令在性質(zhì)上是不同的。機(jī)器指令是由硬件(線路)來執(zhí)行的；而“廣義指令”是由操作系統(tǒng)屏蔽了系統(tǒng)硬件細(xì)節(jié)，提供的一個(gè)或多個(gè)子程序模塊(軟件)來實(shí)現(xiàn)的，使得用戶可以在自己的程序中使用系統(tǒng)調(diào)用命令來調(diào)用操作系統(tǒng)的各種管理功能?？墒牵瑥挠脩舻慕嵌葋砜?，操作系統(tǒng)提供了系統(tǒng)調(diào)用命令后，就好像擴(kuò)大了指令系統(tǒng)，增強(qiáng)了處理機(jī)的功能?，F(xiàn)在，用戶不僅可以使用硬件提供的機(jī)器指令，而且可以直接使用軟件(操作系統(tǒng))提供的系統(tǒng)調(diào)用命令。因此，從虛擬機(jī)角度看待操作系統(tǒng)，系統(tǒng)中增添了系統(tǒng)調(diào)用命令后，呈現(xiàn)在用戶面前的是一臺更強(qiáng)、使用更方便的處理機(jī)，它實(shí)現(xiàn)了處理機(jī)性能上的擴(kuò)充。為了區(qū)別真實(shí)的物理處理機(jī)，我們稱它為虛處理機(jī)。至于系統(tǒng)中提供的進(jìn)程調(diào)度功能，它是實(shí)現(xiàn)處理機(jī)數(shù)量上的擴(kuò)充。也就是說，系統(tǒng)可為每個(gè)創(chuàng)建的進(jìn)程各自分配一臺虛處理機(jī)。通常，把這樣的虛處理機(jī)稱為邏輯處理機(jī)。從系統(tǒng)角度來看，特別是在多道系統(tǒng)中，由于多個(gè)用戶競爭使用系統(tǒng)資源(如處理機(jī)、主存儲器、外部設(shè)備等)，如果讓用戶程序直接控制和使用這些資源必將造成混亂。因此，在多道系統(tǒng)中，只能由操作系統(tǒng)管理和分配系統(tǒng)資源。當(dāng)用戶程序需要使用系統(tǒng)資源時(shí)，它們通過系統(tǒng)調(diào)用命令向系統(tǒng)發(fā)出請求，然后操作系統(tǒng)執(zhí)行有關(guān)管理程序?yàn)橛脩舫绦蚴褂觅Y源提供相應(yīng)的服務(wù)。所以說，系統(tǒng)調(diào)用命令或廣義指令是操作系統(tǒng)為方便用戶使用計(jì)算機(jī)而提供的各種服務(wù)功能的集合。

2．系統(tǒng)調(diào)用指令的形式

系統(tǒng)調(diào)用命令的功能與操作系統(tǒng)的功能是相應(yīng)的。由于不同操作系統(tǒng)的功能不同，它們提供的系統(tǒng)調(diào)用命令的功能和數(shù)量也不同，調(diào)用格式也不盡相同。

例如，在匯編一級IBM360、370機(jī)器中，系統(tǒng)調(diào)用命令(訪管指令)的格式是“SVCN”，IBM-PC機(jī)提供的系統(tǒng)調(diào)用命令(軟中斷指令)的格式是“INTN”，等等。

一般的系統(tǒng)向用戶提供幾十到幾百條系統(tǒng)調(diào)用命令，而操作系統(tǒng)內(nèi)已事先編制好實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)調(diào)用功能的子程序或過程。

3．系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行過程

從用戶程序進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)用的步驟及執(zhí)行過程如下：

(1)把系統(tǒng)調(diào)用命令所需要的參數(shù)區(qū)首址裝入指定的通用寄存器。

(2)設(shè)置一條調(diào)用指令(如“訪管”指令或“軟中斷”指令)，當(dāng)用戶程序執(zhí)行到該條指令時(shí)，就轉(zhuǎn)到系統(tǒng)調(diào)用處理程序。系統(tǒng)調(diào)用處理程序完成以下工作：

(1)保留用戶程序現(xiàn)場，將系統(tǒng)調(diào)用命令號等參數(shù)放入約定的存儲單元。

(2)根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用命令，訪問系統(tǒng)調(diào)用入口表，找到相應(yīng)子程序的入口地址，然后轉(zhuǎn)去執(zhí)行。

(3)恢復(fù)現(xiàn)場并把系統(tǒng)調(diào)用命令的返回參數(shù)或參數(shù)區(qū)首址放入指定的通用寄存器中，供用戶程序使用。

系統(tǒng)調(diào)用處理過程如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)調(diào)用處理

4．處理機(jī)的狀態(tài)及特權(quán)指令

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)軟件，為了能正確地進(jìn)行控制與管理，其本身是不能被破壞的。因此，系統(tǒng)必須建立一個(gè)保護(hù)環(huán)境，而采取的辦法是區(qū)別處理機(jī)的工作狀態(tài)。因?yàn)樵谙到y(tǒng)中有兩類程序在運(yùn)行，一類是操作系統(tǒng)的程序，一類是用戶程序。這兩類程序的任務(wù)是不同的，前者是管理與控制者，它負(fù)責(zé)管理和分配系統(tǒng)資源，為用戶提供服務(wù)。而用戶程序運(yùn)行時(shí)，所需資源必須向操作系統(tǒng)提出申請，自己不能隨意使用系統(tǒng)資源。為此將處理機(jī)執(zhí)行時(shí)的工作狀態(tài)分為管態(tài)和目態(tài)。處理機(jī)在這兩種不同的工作狀態(tài)下使用硬件的權(quán)限是不同的。*管態(tài)：處理機(jī)在執(zhí)行操作系統(tǒng)的程序代碼時(shí)所處的狀態(tài)。在管態(tài)下，處理機(jī)可以執(zhí)行特權(quán)指令。特權(quán)指令是只能由操作系統(tǒng)使用的機(jī)器指令，它們通常是與控制和管理系統(tǒng)資源有關(guān)的指令，如啟動(dòng)通道或外設(shè)工作的指令等。此外，在管態(tài)下程序可以訪問內(nèi)存的任何區(qū)域。

*目態(tài)：處理機(jī)在執(zhí)行用戶程序和其他系統(tǒng)應(yīng)用程序時(shí)所處的狀態(tài)。處理機(jī)運(yùn)行在目態(tài)時(shí)不能執(zhí)行特權(quán)指令，也不能訪問用戶作業(yè)存儲區(qū)域以外的內(nèi)存單元，否則將會引起中斷。處理機(jī)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由一條特殊的指令引起的，它稱為訪管指令。訪管指令是一條機(jī)器硬指令，執(zhí)行訪管指令時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生訪管中斷，程序控制轉(zhuǎn)入執(zhí)行操作系統(tǒng)的程序代碼，處理機(jī)就相應(yīng)地由目態(tài)變成管態(tài)。操作系統(tǒng)的有關(guān)程序代碼執(zhí)行完畢后，通過中斷返回，程序控制轉(zhuǎn)回到用戶程序，處理機(jī)也由管態(tài)轉(zhuǎn)換成目態(tài)。

所謂特權(quán)指令，是指具有特殊權(quán)限的指令，由于這類指令的權(quán)限最大，所以如果使用不當(dāng)，就會破壞系統(tǒng)或其他用戶信息。因此為了安全起見，這類指令只能用于操作系統(tǒng)或其他系統(tǒng)軟件，一般不直接提供給用戶使用。一般說來，在單用戶、單任務(wù)的計(jì)算機(jī)中不具有也必不需要特權(quán)指令，而在多用戶，多任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，特權(quán)指令卻是必不可少的。它主要用于系統(tǒng)資源的分配和管理，包括改變系統(tǒng)的工作方式，檢測用戶的訪問權(quán)限，修改虛擬存儲器管理的段表、頁表和完成任務(wù)的創(chuàng)建和切換等。

在某些多用戶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為了統(tǒng)一管理所有的外部設(shè)備，輸入/輸出指令也作為特權(quán)指令，不允許用戶直接使用。需要輸入/輸出時(shí)，必須通過系統(tǒng)調(diào)用，經(jīng)由操作系統(tǒng)來完成。3.1.2作業(yè)控制級接口

作業(yè)控制級接口也稱為操作級接口。這類接口是系統(tǒng)為用戶在作業(yè)一級請求系統(tǒng)服務(wù)而設(shè)置的，用戶可利用這組接口組織作業(yè)的工作流程和控制作業(yè)的運(yùn)行。這類接口分為脫機(jī)接口和聯(lián)機(jī)接口。

1．脫機(jī)接口——作業(yè)控制語言

脫機(jī)接口主要用于批處理方式操作系統(tǒng)。在批處理系統(tǒng)中，由于用戶不能直接干預(yù)作業(yè)的運(yùn)行，因此，通常把批處理系統(tǒng)的用戶稱為脫機(jī)用戶。為了能夠使脫機(jī)用戶能夠向系統(tǒng)說明作業(yè)運(yùn)行的步驟，使系統(tǒng)按照用戶的要求控制作業(yè)的運(yùn)行，系統(tǒng)提供了脫機(jī)用戶接口，又稱批處理用戶接口。它們的形式是作業(yè)控制語言(JCL)。作業(yè)控制語言實(shí)際上是一組具有固定格式和功能的作業(yè)控制命令。用戶使用這些作業(yè)控制命令編寫作業(yè)說明書或制作作業(yè)控制卡。在作業(yè)說明書或控制卡中說明作業(yè)的執(zhí)行步驟和需要的系統(tǒng)資源等。用戶將作業(yè)說明書連同作業(yè)一起交給系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員將它們與作業(yè)一同輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。操作系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)說明書中的控制命令控制作業(yè)自動(dòng)執(zhí)行。

這種接口的優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)的操作過程由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度或系統(tǒng)操作員干預(yù)，因而系統(tǒng)利用率高。

2．聯(lián)機(jī)接口——鍵盤命令

聯(lián)機(jī)接口由一組鍵盤操作命令組成，是用戶以交互方式請求操作系統(tǒng)服務(wù)的手段。在分時(shí)系統(tǒng)中，用戶可以使用終端的鍵盤與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。所以，通常把分時(shí)系統(tǒng)的用戶稱為交互式用戶或聯(lián)機(jī)用戶。為了便于交互式用戶控制它們作業(yè)的運(yùn)行，操作系統(tǒng)提供了交互式用戶接口，又稱聯(lián)機(jī)用戶接口，它們的形式是一系列的鍵盤操作命令。

用戶可以通過在鍵盤上鍵入操作命令向系統(tǒng)提出要求。用戶每輸入一條命令，操作系統(tǒng)的命令解釋程序?qū)υ撁钸M(jìn)行解釋后，系統(tǒng)立即執(zhí)行該命令規(guī)定的功能，完成指定的操作。

在微機(jī)系統(tǒng)中，通常把這組鍵盤命令分為內(nèi)部命令與外部命令兩種。

(1)內(nèi)部命令。這類命令的特點(diǎn)是程序短小，使用頻繁。因此，它們在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)就被加載到內(nèi)存而且常駐內(nèi)存。

(2)外部命令。這類命令的程序較長，且各自獨(dú)立地作為一個(gè)文件駐留在磁盤上，只在需要調(diào)用它們時(shí)，才從磁盤調(diào)入內(nèi)存執(zhí)行。

鍵盤操作命令的作業(yè)控制方式靈活方便，用戶可以根據(jù)運(yùn)行情況隨時(shí)干預(yù)自己的作業(yè)，但是系統(tǒng)利用率不高。

3．圖形用戶界面

圖形用戶界面簡稱GUI，是操作系統(tǒng)提供的另一種聯(lián)機(jī)用戶接口。使用圖形的方式，借助菜單、按鈕等標(biāo)準(zhǔn)界面元素和鼠標(biāo)操作，幫助用戶方便地向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令，啟動(dòng)操作，并將系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果同樣以圖形方式顯示給用戶。圖形用戶界面畫面生動(dòng)、操作簡單，省去了字符界面用戶必須記憶各種命令的麻煩，用戶通過使用鍵盤或鼠標(biāo)對菜單中的各種操作進(jìn)行選擇，選中的操作由系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行。圖形用戶界面的“選擇并點(diǎn)取”方式大大減少了用戶的記憶工作量，極大地方便了用戶，受到普遍歡迎。Microsoft的Windows系統(tǒng)和UNIX的X-Windows窗口系統(tǒng)都是當(dāng)前著名的圖形用戶界面。

3.2作業(yè)管理

3.2.1作業(yè)與作業(yè)步

作業(yè)(JOB)是計(jì)算機(jī)中的一個(gè)常用的概念。概括來說，作業(yè)是用戶在一次算題過程中或一次事物處理中，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做的工作的集合。把一個(gè)作業(yè)所經(jīng)歷的每一個(gè)加工步驟(如編譯、連接裝配、運(yùn)行等)稱為一個(gè)“作業(yè)步”。作業(yè)的形態(tài)是用戶編制的程序和要處理的數(shù)據(jù)。用戶為了讓計(jì)算機(jī)完成某個(gè)特定任務(wù)，首先需要進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，對任務(wù)進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，確定相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用高級程序設(shè)計(jì)語言或匯編語言編寫成源程序。然后提交給計(jì)算機(jī)通過編譯或匯編、連接、裝配、運(yùn)行等步驟，最終由計(jì)算機(jī)送出用戶所需要的運(yùn)行結(jié)果。從計(jì)算機(jī)管理的角度看，上述一系列的由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的任務(wù)的集合就是作業(yè)。

計(jì)算機(jī)在完成用戶提交的作業(yè)過程中，往往是通過執(zhí)行一系列有序的工作步驟進(jìn)行的，每個(gè)步驟完成作業(yè)的一部分特定工作。例如，從用戶把源程序提交給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)到得出運(yùn)算結(jié)果要經(jīng)過以下幾個(gè)工作步驟：

(1)編輯。因?yàn)樵诰幹圃闯绦驎r(shí)難免會發(fā)生錯(cuò)誤，所以首先要調(diào)用文本編輯程序把制定的源程序文件讀入內(nèi)存，并顯示在CRT上，利用編輯命令進(jìn)行修改并存于磁盤，從而得到一個(gè)新的源程序文件。

(2)編譯。由相應(yīng)語言的編譯程序?qū)τ脩舻脑闯绦蜻M(jìn)行語法檢查，經(jīng)編譯或匯編工作生成若干個(gè)目標(biāo)代碼段。

(3)連接裝配。將上一個(gè)作業(yè)步產(chǎn)生的目標(biāo)程序段、調(diào)用的系統(tǒng)的子程序以及庫函數(shù)等連接裝配成可執(zhí)行的目標(biāo)程序。

(4)運(yùn)行。將可執(zhí)行的目標(biāo)程序讀入內(nèi)存并控制其執(zhí)行，產(chǎn)生運(yùn)行結(jié)果。以上的四個(gè)工作步驟中，每步都完成一項(xiàng)相對獨(dú)立的工作(作業(yè))。通常把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)作業(yè)所需的一系列有序的相對獨(dú)立的工作步驟稱為作業(yè)步。作業(yè)的各個(gè)作業(yè)步雖然功能相對獨(dú)立，但它們之間也相互關(guān)聯(lián)，往往一個(gè)作業(yè)步的執(zhí)行需要使用上一個(gè)作業(yè)步的執(zhí)行結(jié)果。圖3.2給出了上述作業(yè)的四個(gè)作業(yè)步之間的關(guān)聯(lián)。圖3.2作業(yè)的四個(gè)作業(yè)步3.2.2作業(yè)控制方式

把用戶根據(jù)操作系統(tǒng)提供的手段來說明加工步驟的方式，稱為作業(yè)控制方式。它包括批處理控制方式和交互控制方式。

1．批處理控制方式

批處理控制方式也稱脫機(jī)控制方式或自動(dòng)控制方式。用戶使用操作系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語言對作業(yè)執(zhí)行的控制意圖寫好一份作業(yè)控制說明書，連同該作業(yè)的源程序和初始數(shù)據(jù)一同提交給系統(tǒng)，操作系統(tǒng)按照用戶說明的控制意圖來自動(dòng)控制作業(yè)的執(zhí)行。這種控制方式稱為批處理控制方式，把采用批處理控制方式的作業(yè)稱批處理作業(yè)。

2．交互控制方式

交互控制也稱聯(lián)機(jī)控制。用戶使用操作系統(tǒng)提供的操作控制命令來表達(dá)對作業(yè)執(zhí)行的控制意圖。用戶通過逐條輸入命令，操作系統(tǒng)把命令執(zhí)行情況通知用戶并讓用戶再輸入下一條命令，以控制作業(yè)執(zhí)行直到結(jié)束。這種方式也適合于終端用戶使用。采用交互控制方式的作業(yè)稱為交互式作業(yè)。對于來自終端的作業(yè)也稱為終端作業(yè)。

利用計(jì)算機(jī)提供的顯示屏幕、鍵盤、鼠標(biāo)等設(shè)備可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。操作系統(tǒng)為用戶提供操作使用接口，目前，常用的操作使用接口有操作控制命令、菜單技術(shù)、窗口技術(shù)等。

(1)操作控制命令。不同系統(tǒng)提供給用戶使用的操作控制命令不相同，操作控制命令可分為注冊和注銷命令、編輯命令、文件類命令、調(diào)試類命令等。用戶根據(jù)規(guī)定的命令格式從鍵盤上輸入命令，請求系統(tǒng)完成指定的功能，用戶需要記住各個(gè)命令的功能和使用格式。

(2)菜單技術(shù)。提供菜單技術(shù)后，用戶可不必事先記住程序提供的功能及其使用方法，而根據(jù)屏幕上顯示的萊單來進(jìn)行選擇。因此，菜單技術(shù)為用戶提供了一種“友好的使用接口”。

(3)窗口技術(shù)。一個(gè)屏幕上可設(shè)置多個(gè)窗口，當(dāng)多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)執(zhí)行時(shí)，每個(gè)應(yīng)用程序可在自己的窗口中執(zhí)行。每次只允許用戶對其中的一個(gè)窗口進(jìn)行直接操作，并允許用鼠標(biāo)或鍵盤來對窗口進(jìn)行操作。如Windows、WindowsNT等都是窗口軟件，向用戶提供了更友好的“圖形用戶接口”。

交互控制方式的系統(tǒng)都會提供命令解釋程序，負(fù)責(zé)接收并解釋執(zhí)行用戶的命令?？砂衙罘譃閮纱箢悾环N通過系統(tǒng)中的模塊直接解釋執(zhí)行，另一種通過創(chuàng)建用戶進(jìn)程解釋執(zhí)行。 3.3批處理作業(yè)的管理

3.3.1批處理作業(yè)的組織

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可成批地接受采用批處理控制方式組織的作業(yè)，但批處理作業(yè)在進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之前，用戶除了要準(zhǔn)備好源程序和初始數(shù)據(jù)外，還必須用作業(yè)控制語言來書寫作業(yè)控制說明書，規(guī)定如何控制作業(yè)的執(zhí)行。

在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語言可能不同，但它們的基本特性是類似的。作業(yè)控制語言由若干控制語句組成，每個(gè)控制語句除包含表示語句特征的關(guān)鍵字外，還包含有指示控制要求的若干參數(shù)。例如，IBM360/370系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語言JCL中的語句JOB，它的格式為

∥作業(yè)名JOB參數(shù)

JOB語句是每個(gè)作業(yè)的第一個(gè)控制語句，它標(biāo)志一個(gè)新作業(yè)的開始。其中作業(yè)名是用戶給作業(yè)定義的名稱，JOB是語句特征的關(guān)鍵字，參數(shù)通常包括用戶名、記賬信息、作業(yè)類別、估計(jì)的計(jì)算時(shí)間、優(yōu)先數(shù)以及主存空間要求等。在JOB語句中作業(yè)名和JOB是不可缺省的，其他參數(shù)可缺省，由用戶選定。如語句EXEC，其格式為

∥步名EXECPGM?=?程序名，參數(shù)

EXEC語句是標(biāo)志一個(gè)作業(yè)步的語句，它告訴操作系統(tǒng)本作業(yè)不要執(zhí)行什么程序。語句中的EXEC是語句特征的關(guān)鍵字，PGM?=?程序名是不可缺省的，其他參數(shù)可缺省。

從上面列舉的兩個(gè)控制語句可以看出作業(yè)控制語言的作用，我們就不再羅列其他語句了。對用戶來說，只要根據(jù)操作系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語言以及使用規(guī)定就可用其中的若干語句書寫好一份作業(yè)控制說明書。

用戶把源程序、數(shù)據(jù)、作業(yè)控制說明書都定義為文件，把這些文件組織在一起就構(gòu)成一個(gè)作業(yè)的信息。作業(yè)信息可以存儲在存儲介質(zhì)(如卡片、磁帶或軟盤等)上提交給系統(tǒng)，系統(tǒng)通過相應(yīng)的輸入設(shè)備就可讀入這些信息。3.3.2批處理作業(yè)的輸入

每個(gè)用戶根據(jù)自己的解題要求組織作業(yè)，把準(zhǔn)備好的作業(yè)交給操作員，操作員把一批作業(yè)組織成作業(yè)流向系統(tǒng)成批輸入。

采用批處理控制方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般均提供SPOOL操作技術(shù)，于是，操作員只要用預(yù)輸入命令啟動(dòng)SPOOL系統(tǒng)中的預(yù)輸入程序工作，就可把作業(yè)流中的作業(yè)信息存放到輸入井中。預(yù)輸入程序根據(jù)作業(yè)控制說明書中的作業(yè)標(biāo)識語句(如JOB語句)可以區(qū)分各個(gè)作業(yè)，把作業(yè)登記入作業(yè)表，把作業(yè)中的各個(gè)文件存到輸入井且登記到預(yù)輸入表中。這樣，就完成了作業(yè)的輸入工作，被輸入的作業(yè)處于后備狀態(tài)在輸入井中等待處理。3.3.3作業(yè)控制塊

作業(yè)名資源要求預(yù)估的運(yùn)行時(shí)間最遲完成時(shí)間要求的內(nèi)存量要求外設(shè)類型、臺數(shù)要求的文件量和輸出量資源使用情況進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間開始運(yùn)行時(shí)間已運(yùn)行時(shí)間內(nèi)存地址外設(shè)臺號類型級別控制方式作業(yè)類型優(yōu)先級狀態(tài)作業(yè)提交給系統(tǒng)進(jìn)入后備狀態(tài)后，系統(tǒng)將為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)作業(yè)控制塊JCB。JCB在作業(yè)的整個(gè)運(yùn)行過程中始終存在，并且其內(nèi)容與作業(yè)的狀態(tài)同步地動(dòng)態(tài)變化。只有當(dāng)作業(yè)完成并退出系統(tǒng)時(shí)，JCB才被撤消?？梢哉f，JCB是一個(gè)作業(yè)在系統(tǒng)中存在的唯一標(biāo)志，系統(tǒng)根據(jù)JCB才感知到作業(yè)的存在。作業(yè)控制塊JCB中包含了對作業(yè)進(jìn)行管理的必要信息，如圖3.3所示。JCB中的信息一部分是從用戶提供的作業(yè)控制卡或作業(yè)說明書中得到的，另一部分是記錄作業(yè)運(yùn)行過程中的動(dòng)態(tài)信息。JCB的具體內(nèi)容因系統(tǒng)不同而異，一般包含下列內(nèi)容：

對于不同的批處理系統(tǒng)，其JCB的內(nèi)容也有所不同。圖3.3給出了JCB的主要內(nèi)容。它包括作業(yè)名、資源要求、資源使用情況、類型級別、優(yōu)先級以及該作業(yè)的狀態(tài)等。其中，作業(yè)名由用戶提供并由系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可識別的作業(yè)標(biāo)識符。作業(yè)類型指該作業(yè)屬于計(jì)算型(要求CPU時(shí)間多)還是管理型(要求輸入/輸出量大)，或圖形設(shè)計(jì)型(要求高速圖形顯示)等。圖3.3作業(yè)控制塊而資源要求則包括：該作業(yè)估計(jì)執(zhí)行的時(shí)間、要求最遲完成的時(shí)間、要求的內(nèi)存量和外存量、要求的外設(shè)類型及臺數(shù)，以及要求的軟件支持工具庫函數(shù)等。資源要求均由用戶提供。資源使用情況包括：作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間、開始執(zhí)行時(shí)間、已執(zhí)行時(shí)間、內(nèi)存地址、外設(shè)臺數(shù)等。作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間是指，作業(yè)的全部信息進(jìn)入輸入井，作業(yè)的狀態(tài)成為后備狀態(tài)的時(shí)間。開始執(zhí)行時(shí)間是指，該作業(yè)被調(diào)度程序選中，其狀態(tài)由后備狀態(tài)變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)的時(shí)間。內(nèi)存地址是指，分配給該作業(yè)的內(nèi)存區(qū)起始地址。外設(shè)臺數(shù)是指，分配給該作業(yè)的外設(shè)實(shí)際臺數(shù)。優(yōu)先級則被用來決定該作業(yè)的調(diào)度次序。優(yōu)先級既可以由用戶給定，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)計(jì)算產(chǎn)生。狀態(tài)是指該作業(yè)當(dāng)前所處的狀態(tài)。顯然，只有當(dāng)作業(yè)處于后備狀態(tài)時(shí)，該作業(yè)才可以被調(diào)度。

3.3.4作業(yè)狀態(tài)

如前所述，作業(yè)從提交給系統(tǒng)，直到完成任務(wù)后退出系統(tǒng)前，在整個(gè)活動(dòng)過程中處于不同的狀態(tài)。通常，作業(yè)狀態(tài)分為四種：提交、后備、執(zhí)行和完成，如圖3.4所示。圖3.4作業(yè)的基本狀態(tài)

(1)提交狀態(tài)。程序員把已存儲作業(yè)實(shí)體的某種介質(zhì)提交給機(jī)房后，管理員正在向計(jì)算機(jī)鍵入其作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)，稱為提交狀態(tài)。

(2)后備狀態(tài)。作業(yè)信息輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬盤的輸入井中等待調(diào)度運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，稱為后備狀態(tài)。

(3)執(zhí)行狀態(tài)。硬盤輸入井中處于后備狀態(tài)的作業(yè)，被作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度選中并裝入內(nèi)存中投入運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，稱為執(zhí)行狀態(tài)。

(4)完成狀態(tài)。作業(yè)正常運(yùn)行結(jié)束或因發(fā)生錯(cuò)誤而終止時(shí)，釋放其占有的全部資源，準(zhǔn)備離開系統(tǒng)時(shí)作業(yè)的狀態(tài)，稱為完成狀態(tài)。 3.4處理機(jī)調(diào)度級別

處理機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一個(gè)十分重要的資源，對處理機(jī)的管理也是操作系統(tǒng)的主要功能之一。處理機(jī)管理的實(shí)現(xiàn)策略決定了操作系統(tǒng)的類型，其算法優(yōu)劣直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

調(diào)度是操作系統(tǒng)的基本功能，幾乎所有的計(jì)算機(jī)資源在使用之前都要經(jīng)過調(diào)度。當(dāng)然，CPU是計(jì)算機(jī)最主要的資源，經(jīng)過進(jìn)程調(diào)度，把CPU分配給合適的進(jìn)程使用。所以，調(diào)度問題是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)核心問題。所謂調(diào)度，就是選出待分派的作業(yè)或進(jìn)程。在某些操作系統(tǒng)中，也可以調(diào)度其他一些諸如輸入/輸出操作這樣的工作單位。處理機(jī)調(diào)度的主要目的是為了分配處理機(jī)。

在大型通用系統(tǒng)中，往往有數(shù)百個(gè)終端與主機(jī)相連，眾多用戶共用系統(tǒng)中的一臺主機(jī)。這樣，可能有數(shù)百個(gè)作業(yè)存放在磁盤的作業(yè)隊(duì)列中。如何從這些作業(yè)中選出作業(yè)放入內(nèi)存，如何在作業(yè)或進(jìn)程之間分配CPU等問題，是操作系統(tǒng)的資源管理功能中的一個(gè)重要問題。處理機(jī)調(diào)度問題實(shí)際上也是處理機(jī)的分配問題。哪些作業(yè)的哪些進(jìn)程可以參加競爭處理機(jī)呢？顯然，只有那些參與競爭處理機(jī)所必需的資源都已得到滿足的進(jìn)程才能享有競爭處理機(jī)的資格。這時(shí)，它們處于內(nèi)存就緒狀態(tài)。這些必需的資源包括內(nèi)存、外設(shè)及有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。從而，在進(jìn)程有資格競爭處理機(jī)之前，作業(yè)調(diào)度程序必須先調(diào)用存儲管理、外設(shè)管理程序，并按一定的選擇順序和策略從輸入井中選出幾個(gè)處于后備狀態(tài)的作業(yè)，為它們分配內(nèi)存等資源和創(chuàng)建進(jìn)程，使它們獲得競爭處理機(jī)的資格。在外存中除了處于后備狀態(tài)的作業(yè)外，還存在處于就緒狀態(tài)而等待得到內(nèi)存的作業(yè)。這就需要有一定的方法和策略為這部分作業(yè)分配空間。

一般來說，處理機(jī)調(diào)度可分為四級：

(1)作業(yè)調(diào)度：又稱宏觀調(diào)度、高級調(diào)度。其主要功能是按一定的原則從外存輸入井上的大量后備作業(yè)中選出若干個(gè)作業(yè)，給選定的作業(yè)分配內(nèi)存、輸入/輸出設(shè)備等必要的資源，并建立相應(yīng)的進(jìn)程，最后把它們的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存，使得該作業(yè)的進(jìn)程獲得競爭處理機(jī)的權(quán)利。等待進(jìn)程調(diào)度程序?qū)ζ鋱?zhí)行調(diào)度，并在作業(yè)完成后做善后處理工作。

(2)交換調(diào)度：又稱中級調(diào)度。為了使內(nèi)存中存放的進(jìn)程數(shù)目不至于太多，有時(shí)需要將某些進(jìn)程從內(nèi)存移到外存，為此設(shè)立了中級調(diào)度。特別是在采用虛擬存儲技術(shù)的系統(tǒng)中，往往增加中級調(diào)度這一級。所以，中級調(diào)度的功能是在內(nèi)存使用緊張的情況下，按照給定的原則和策略，將處于外存交換區(qū)中的就緒狀態(tài)的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，或把處于內(nèi)存就緒或內(nèi)存等待狀態(tài)的進(jìn)程交換到外存交換區(qū)。引入中級調(diào)度的目的是為了提高內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)吞吐量。它實(shí)際上是存儲管理中的對換技術(shù)，這將在第4章中予以介紹。

(3)進(jìn)程調(diào)度：又稱微觀調(diào)度、低級調(diào)度。其主要功能是根據(jù)一定的算法將CPU分派給就緒中的一個(gè)進(jìn)程。執(zhí)行低級調(diào)度功能的程序稱為進(jìn)程調(diào)度程序，由它實(shí)現(xiàn)CPU在進(jìn)程間的切換。進(jìn)程調(diào)度的運(yùn)行頻率很高，在分時(shí)系統(tǒng)中往往幾十毫秒就要運(yùn)行一次。進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)中最基本的一種調(diào)度。在一般類型的操作系統(tǒng)中都必須有進(jìn)程調(diào)度，而且它的優(yōu)劣直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

(4)線程調(diào)度：線程(Thread)是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位。線程不能夠獨(dú)立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制。線程也稱為輕量級進(jìn)程，引入線程調(diào)度的目的是為了提高系統(tǒng)內(nèi)程序并發(fā)執(zhí)行的程度。線程在第2章有較詳細(xì)的介紹。

3.4.1作業(yè)調(diào)度

1．作業(yè)調(diào)度的功能

作業(yè)調(diào)度的主要任務(wù)是完成作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)和從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。具體來說，作業(yè)調(diào)度程序要完成以下工作。

(1)記錄系統(tǒng)中各個(gè)作業(yè)的情況。作業(yè)調(diào)度程序?yàn)榱颂暨x作業(yè)投入運(yùn)行，并對其進(jìn)行管理，它必須掌握各個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)的有關(guān)情況。并把每個(gè)作業(yè)在各個(gè)階段的情況(包括分配的資源和作業(yè)狀態(tài)等)都記錄在它的JCB中。作業(yè)調(diào)度程序就是根據(jù)各個(gè)作業(yè)的JCB中的信息對作業(yè)進(jìn)行調(diào)度和管理的。

(2)按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊(duì)列中選擇若干作業(yè)投入執(zhí)行。這項(xiàng)工作非常重要，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的性能。往往選擇對資源需求不同的作業(yè)進(jìn)行合理搭配，使得系統(tǒng)中各部分資源都得到均衡利用。一般來說，系統(tǒng)中處于后備狀態(tài)的作業(yè)較多，大的系統(tǒng)可以達(dá)到幾十個(gè)甚至幾百個(gè)，這取決于輸入井的空間大小。但是，處于執(zhí)行狀態(tài)的作業(yè)一般只有有限的幾個(gè)。

(3)為選中的作業(yè)建立相應(yīng)的進(jìn)程，并為它們分配內(nèi)存和外設(shè)等資源。

(4)作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行善后處理工作。如輸出必要的信息，收回該作業(yè)所占用的全部資源，撤消與該作業(yè)相關(guān)的全部進(jìn)程和該作業(yè)的JCB。

作業(yè)調(diào)度功能及其流程如圖3.5所示。圖3.5作業(yè)調(diào)度流程圖(a)作業(yè)由后備態(tài)轉(zhuǎn)換為執(zhí)行態(tài)；(b)作業(yè)進(jìn)入完成態(tài)應(yīng)該指出，內(nèi)存和外設(shè)的分配與釋放工作，實(shí)際上分別由存儲管理程序和設(shè)備管理程序完成，作業(yè)調(diào)度程序只是調(diào)用它們來實(shí)現(xiàn)。

作業(yè)概念主要用于批處理系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是最大限度地發(fā)揮各種資源的利用率和保持系統(tǒng)內(nèi)各種活動(dòng)的充分并行。用戶不能直接和系統(tǒng)交互作用，用戶提交的做業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后，由系統(tǒng)根據(jù)操作說明書來控制作業(yè)的運(yùn)行。這種技術(shù)雖然可根據(jù)優(yōu)先級做出響應(yīng)，但基本目標(biāo)是最大限度減少因大量作業(yè)并行、交叉使用硬件所帶來的開銷。這種多道程序技術(shù)的成功取決于選擇對資源需求不同的作業(yè)進(jìn)行合理搭配。

2．性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1)調(diào)度策略的選擇

確定調(diào)度策略要受到多種因素的影響，眾多因素間往往會相互沖突。因此，很難設(shè)計(jì)出一個(gè)完美的算法來適應(yīng)各種不同的要求。在實(shí)際系統(tǒng)中，往往采取“統(tǒng)籌兼顧”的辦法，既保證主要目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，又不使相關(guān)指標(biāo)太差，在設(shè)計(jì)調(diào)度算法時(shí)，可以考慮以下幾點(diǎn)策略：

(1)為了提高系統(tǒng)內(nèi)部處理機(jī)與外設(shè)的并行工作的程度，盡量把使用處理機(jī)為主的CPU時(shí)間型作業(yè)與使用外設(shè)為主的輸入/輸出型作業(yè)搭配運(yùn)行。

(2)為了提高主存的利用效率，盡可能地把主存請求量大的作業(yè)與主存請求量小的作業(yè)合理搭配運(yùn)行。

(3)為了提高作業(yè)的吞吐量，減少作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間，應(yīng)盡量選擇運(yùn)行時(shí)間短的作業(yè)優(yōu)先進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行。

(4)作業(yè)調(diào)度算法應(yīng)盡量簡單，并使系統(tǒng)的時(shí)間和空間開銷最小。

2)作業(yè)調(diào)度性能衡量

由于以上目標(biāo)的相互沖突，任一調(diào)度算法要想同時(shí)滿足上述目標(biāo)是不可能的。例如，要想執(zhí)行盡可能多的作業(yè)，調(diào)度算法就應(yīng)選擇那些估計(jì)執(zhí)行時(shí)間短的作業(yè)，但這樣做對那些估計(jì)執(zhí)行時(shí)間長的作業(yè)又是不公平的，它們的響應(yīng)時(shí)間會變得非常慢。

必須指出，如果考慮的因素過多，調(diào)度算法就會變得非常復(fù)雜，其結(jié)果是系統(tǒng)開銷增加，資源利用率下降。因此，大多數(shù)操作系統(tǒng)都根據(jù)用戶需要，采用兼顧某些目標(biāo)的簡單調(diào)度算法。那么，怎樣來衡量一個(gè)作業(yè)調(diào)度算法是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求呢？對于批處理系統(tǒng)，由于主要用于計(jì)算，對于作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間要求較高。因此，作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間或平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間，作為衡量調(diào)度算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。但是，對于分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)來說，外加平均響應(yīng)時(shí)間作為衡量調(diào)度策略優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。

(1)周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)i的周轉(zhuǎn)時(shí)間Ti為

Ti=Tei–Tsi

其中，Tei為作業(yè)i的完成時(shí)間；Tsi為作業(yè)的提交時(shí)間。對于被測定作業(yè)流所含有的n(n≥1)個(gè)作業(yè)來說，其平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為

一個(gè)作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間說明了該作業(yè)在系統(tǒng)內(nèi)停留的時(shí)間，其包含兩部分：一部分為等待時(shí)間，另一部分為執(zhí)行時(shí)間，即

Ti=Twi+Tri

這里Twi

主要指作業(yè)i由后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的等待時(shí)間，它不包括作業(yè)進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)后的等待時(shí)間。

(2)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間包含了兩個(gè)部分，即等待時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間。為了更進(jìn)一步反映調(diào)度性能，采用了帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間的概念。帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間是作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間與作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的比，即對于被測定作業(yè)流所含有的幾個(gè)作業(yè)來說，其平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為

對于分時(shí)系統(tǒng)，除了要保證系統(tǒng)吞吐量大，資源利用率高之外，還應(yīng)保證有用戶能夠容忍的響應(yīng)時(shí)間。因此，在分時(shí)系統(tǒng)中，僅僅用周轉(zhuǎn)時(shí)間或帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間來衡量調(diào)度性能是不夠的。

3．常用的作業(yè)調(diào)度算法

在設(shè)計(jì)調(diào)度算法時(shí)應(yīng)和系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)目標(biāo)一致，如批處理系統(tǒng)主要是注重提高系統(tǒng)的效率，盡量增加系統(tǒng)吞吐量。而分時(shí)系統(tǒng)必須使使用技術(shù)的所有用戶方便和滿意，要求在用戶能容許的時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)。在當(dāng)前的操作系統(tǒng)中，常見的作業(yè)調(diào)度算法有以下幾種。

(1)先來先服務(wù)算法(FCFS)。先來先服務(wù)是最簡單的調(diào)度算法。它是按照作業(yè)進(jìn)入后備作業(yè)隊(duì)列的先后順序調(diào)度作業(yè)運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是算法簡單，便于實(shí)現(xiàn)。該算法對用戶似乎較“公平”，但它沒有考慮用戶作業(yè)的特性而往往造成不必要的等待和某種不公平的狀況。例如，在批處理系統(tǒng)中，某些運(yùn)行時(shí)間較短的作業(yè)在那些運(yùn)行時(shí)間很長的作業(yè)之后進(jìn)入系統(tǒng)的話，這些短作業(yè)則必須等待長作業(yè)執(zhí)行完成之后才有機(jī)會獲得執(zhí)行，從而導(dǎo)致短作業(yè)等待時(shí)間過長。

假如在一個(gè)多道程序系統(tǒng)的輸入井中有作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，如表3-1所示。表3-1多道程序系統(tǒng)中的作業(yè)調(diào)度按照FCFS調(diào)度算法調(diào)度的次序是A、B、C、D、E，見表3-2，5個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W為

優(yōu)點(diǎn)：具有一定的公平性，并且實(shí)現(xiàn)也比較容易。

缺點(diǎn)：比較有利于長作業(yè)(長進(jìn)程)，而不利于短作業(yè)(短進(jìn)程)。表3-2按FCFS調(diào)度算法的作業(yè)調(diào)度

(2)短作業(yè)優(yōu)先算法(SJF)。短作業(yè)優(yōu)先算法(ShortestJobFirst，SJF)是針對FCFS算法的上述缺點(diǎn)提出的一種調(diào)度算法，它是在后備作業(yè)隊(duì)列中選擇運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)優(yōu)先運(yùn)行。采用SJF算法可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)平均等待時(shí)間最小和作業(yè)吞吐重量大的目標(biāo)。但該算法的主要缺點(diǎn)是若系統(tǒng)不斷接納新作業(yè)，則對于某些較長作業(yè)可能導(dǎo)致長期等待。

這里仍然對先來先服務(wù)算法中的這批作業(yè)進(jìn)行分析，在其他假設(shè)條件不變的情況下，僅把FCFS調(diào)度算法改成計(jì)算時(shí)間短的作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法。

表3-3列出了5個(gè)作業(yè)的裝入內(nèi)存時(shí)刻、開始執(zhí)行時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻、周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。表3-3按SJF調(diào)度算法的作業(yè)調(diào)度它們的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W為

(3)最高響應(yīng)比優(yōu)先算法(HRN)。這里所謂的響應(yīng)比是指作業(yè)在后備隊(duì)列的等待時(shí)間與作業(yè)所需運(yùn)行時(shí)間的比值，即最高響應(yīng)比優(yōu)先算法(HighestResponse-radioNext，HRN)是從后備作業(yè)中選擇響應(yīng)比最大的作業(yè)優(yōu)先運(yùn)行。

FCFS算法只考慮每個(gè)作業(yè)的等待時(shí)間而未考慮運(yùn)行時(shí)間的長短，SJF算法只考慮運(yùn)行時(shí)間而未考慮等待時(shí)間的長短。而HRN算法是對FCFS算法和SJB算法的綜合平衡，它兼顧了等待時(shí)間長和運(yùn)行時(shí)間短的作業(yè)。采用HRN算法時(shí)，即使是長作業(yè)，隨著它等待時(shí)間的增加，響應(yīng)比也隨之增加，它就有機(jī)會獲得調(diào)度執(zhí)行。由于長作業(yè)也有機(jī)會投入運(yùn)行，因此在同一時(shí)間內(nèi)處理的作業(yè)數(shù)顯然要少于SJF算法。因此，采用HRN算法時(shí)的作業(yè)吞吐量將小于SJF算法。另外，由于每次調(diào)度前要計(jì)算響應(yīng)比，系統(tǒng)開銷也要相應(yīng)增加。

(4)優(yōu)先級算法。在多道批處理系統(tǒng)中，通常根據(jù)作業(yè)的某些屬性，為作業(yè)規(guī)定一個(gè)調(diào)度優(yōu)先級。作業(yè)調(diào)度程序則根據(jù)后備作業(yè)的優(yōu)先級高低決定調(diào)度的先后順序。作業(yè)的屬性可以分為外部屬性和內(nèi)部屬性。外部屬性包括用戶任務(wù)的緊迫程度，上機(jī)支付的費(fèi)用等。根據(jù)這些因素為每道作業(yè)人為地規(guī)定一個(gè)優(yōu)先級。內(nèi)部屬性包括作業(yè)在后備狀態(tài)等待的時(shí)間、作業(yè)所需的運(yùn)行時(shí)間、作業(yè)所需的主存容量或作業(yè)所需的I/O量等。優(yōu)先級算法又分為靜態(tài)優(yōu)先數(shù)法和動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)法。所謂靜態(tài)優(yōu)先數(shù)是指在作業(yè)建立時(shí)，就為它規(guī)定一個(gè)優(yōu)先數(shù)，而且在作業(yè)的生存期間其優(yōu)先數(shù)固定不變。所謂動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)是指作業(yè)的優(yōu)先數(shù)是動(dòng)態(tài)確定的。

作業(yè)優(yōu)先數(shù)?=?(等待時(shí)間)2－所需運(yùn)行時(shí)間－16?×?輸出量假定在一個(gè)多道批處理系統(tǒng)中，道數(shù)不受限制。當(dāng)?shù)?個(gè)作業(yè)進(jìn)入輸入井后或內(nèi)存有一道程序完成后，立即進(jìn)行作業(yè)調(diào)度?，F(xiàn)在有4個(gè)都是僅作計(jì)算而沒有請求設(shè)備輸入/輸出的作業(yè)，它們進(jìn)入輸入井的時(shí)刻、需要計(jì)算的時(shí)間及優(yōu)先級(進(jìn)程優(yōu)先級等于作業(yè)優(yōu)先級)如表3-4所示。表3-44個(gè)僅作計(jì)算而沒有請求設(shè)備輸入/輸出的作業(yè)作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度均采用優(yōu)先級高者優(yōu)先調(diào)度算法，計(jì)算這批作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W。

根據(jù)約定和優(yōu)先級高者優(yōu)先調(diào)度算法，作業(yè)調(diào)度的次序是A、C、D、B。它們的周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間如表3-5所示。表3-54個(gè)作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間因此，它們的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W為

(5)資源搭配算法。這是一種根據(jù)系統(tǒng)中的狀況和作業(yè)對資源的需求決定作業(yè)選擇的調(diào)度算法。它把使用某類資源較多的作業(yè)與不使用或使用較少的作業(yè)搭配起來運(yùn)行。例如，運(yùn)行時(shí)間短的作業(yè)和長作業(yè)搭配，主存需求量多的作業(yè)與需求量少的搭配，使用CPU為主的作業(yè)與I/O為主的搭配等。資源搭配算法可以減少作業(yè)對資源的競爭，提高系統(tǒng)資源的使用效率。3.4.2進(jìn)程調(diào)度

1．進(jìn)程調(diào)度的功能

進(jìn)程調(diào)度才是真正讓某個(gè)就緒狀態(tài)的進(jìn)程到處理機(jī)上運(yùn)行；而作業(yè)調(diào)度選擇的是后備狀態(tài)的作業(yè)裝入內(nèi)存運(yùn)行，使作業(yè)只具有了競爭處理機(jī)的機(jī)會，作業(yè)真正在處理機(jī)上運(yùn)行的是該作業(yè)的響應(yīng)進(jìn)程。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于多個(gè)進(jìn)程需要輪流使用處理機(jī)，因此完成分配處理機(jī)任務(wù)的進(jìn)程調(diào)度是系統(tǒng)中最頻繁的工作。例如，當(dāng)占用處理機(jī)的運(yùn)行態(tài)進(jìn)程因等待某個(gè)外部事件轉(zhuǎn)換為等待態(tài)而放棄處理機(jī)，或當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)間片到，系統(tǒng)將處理機(jī)分配給就緒隊(duì)列中另一個(gè)進(jìn)程時(shí)，都將引起進(jìn)程的調(diào)度。此外，進(jìn)程正常結(jié)束也將引起進(jìn)程的調(diào)度。因此，進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)核心的重要組成部分。進(jìn)程調(diào)度的主要功能如下：

(1)記錄當(dāng)前進(jìn)程的情況。作為進(jìn)程調(diào)度的準(zhǔn)備，進(jìn)程管理模塊必須將系統(tǒng)中各進(jìn)程的進(jìn)程名、狀態(tài)特征、資源需求、指令計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器及所有通用寄存器等現(xiàn)場信息等記錄在它的進(jìn)程控制塊PCB中。并且，根據(jù)各進(jìn)程的狀態(tài)特征和資源需求等、進(jìn)程管理模塊還將各進(jìn)程的PCB表排成相應(yīng)的隊(duì)列并進(jìn)行動(dòng)態(tài)隊(duì)列轉(zhuǎn)接。進(jìn)程調(diào)度模塊通過PCB變化來掌握系統(tǒng)中存在的所有進(jìn)程的執(zhí)行情況和狀態(tài)特征，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程占據(jù)處理機(jī)。

(2)選擇占有處理機(jī)的進(jìn)程。進(jìn)程調(diào)度的主要功能是根據(jù)一定的調(diào)度算法，從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程，使其獲得處理機(jī)執(zhí)行。根據(jù)不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的，有各種各樣的選擇策略。例如，系統(tǒng)開銷較少的靜態(tài)優(yōu)先數(shù)調(diào)度法，適合于分時(shí)系統(tǒng)的輪轉(zhuǎn)法(RoundRobin)和多級互饋輪轉(zhuǎn)法(RoundRobinwithMultiplefeedback)等。這些選擇策略決定了調(diào)度算法的性能。常用的進(jìn)程調(diào)度算法在第2章進(jìn)程管理中已經(jīng)作了介紹。

(3)進(jìn)行進(jìn)程上下文切換。一個(gè)進(jìn)程的上下文由正文段、數(shù)據(jù)段、硬件寄存器的內(nèi)容以及有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等組成。硬件寄存器主要存放CPU將要執(zhí)行的下條指令地址的程序計(jì)數(shù)器PC，指出機(jī)器與進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的硬件狀態(tài)的處理機(jī)狀態(tài)寄存器PS，過程調(diào)用(或系統(tǒng)調(diào)用)時(shí)所傳遞參數(shù)的通用寄存器以及堆棧指針寄存器等。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則包括PCB等在內(nèi)的所有與執(zhí)行該進(jìn)程有關(guān)的管理和控制用表格、數(shù)組、鏈等。當(dāng)正在執(zhí)行的進(jìn)程由于某種原因要讓出處理機(jī)時(shí)，系統(tǒng)要對進(jìn)程做上下文切換，以使另一個(gè)進(jìn)程得以執(zhí)行。當(dāng)進(jìn)行上下文切換時(shí)，系統(tǒng)要首先檢查是否允許做上下文切換(在有些情況下，上下文切換是不允許的，例如系統(tǒng)正在執(zhí)行某個(gè)不允許中斷的原語時(shí))。然后，系統(tǒng)要保留有關(guān)被切換進(jìn)程的足夠信息，以便以后切換回該進(jìn)程時(shí)，順利恢復(fù)該進(jìn)程的執(zhí)行。在系統(tǒng)保留了CPU現(xiàn)場之后，調(diào)度程序選擇一個(gè)新的處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，并裝配該進(jìn)程的上下文，使CPU的控制權(quán)掌握在被選中進(jìn)程手中。在進(jìn)程(上下文)中切換的步驟如下：

(1)保存處理器的上下文，包括程序計(jì)數(shù)器和其他寄存器。

(2)用新狀態(tài)和其他相關(guān)信息更新正在運(yùn)行進(jìn)程的PCB。

(3)把原來的進(jìn)程移至合適的隊(duì)列。

(4)選擇另一個(gè)要執(zhí)行進(jìn)程。

(5)更新被選中進(jìn)程的PCB。

(6)從被選中進(jìn)程中重裝入CPU上下文。

2．進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)

在什么情況下執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度呢?這與引起進(jìn)程調(diào)度的原因與進(jìn)程調(diào)度方式有關(guān)。一般是在以下事件發(fā)生后做進(jìn)程調(diào)度：

(1)完成任務(wù)。正在運(yùn)行的進(jìn)程完成其任務(wù)后，主動(dòng)釋放CPU。

(2)等待資源。由于等待某些資源或事件，正在運(yùn)行的進(jìn)程不得不放棄CPU。

(3)運(yùn)行到時(shí)。在分時(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)前進(jìn)程使用完規(guī)定的時(shí)間片，時(shí)鐘中斷使該進(jìn)程讓出CPU。

(4)在可剝奪式調(diào)度中，有比當(dāng)前進(jìn)程優(yōu)先權(quán)更高的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列

(5)在進(jìn)程通信中，執(zhí)行中的進(jìn)程執(zhí)行了某種原語操作(P操作、阻塞原語、喚醒原語等)。

3．進(jìn)程調(diào)度性能評價(jià)

進(jìn)程調(diào)度雖然是在系統(tǒng)內(nèi)部的低級調(diào)度，但進(jìn)程調(diào)度的優(yōu)劣直接影響作業(yè)調(diào)度的性能。那么，怎樣評價(jià)進(jìn)程調(diào)度的優(yōu)劣呢？反映作業(yè)調(diào)度優(yōu)劣的周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均周轉(zhuǎn)時(shí)間只在某種程度上反映了進(jìn)程調(diào)度的性能，例如，實(shí)際上其執(zhí)行時(shí)間部分中包含有進(jìn)程等待(包括就緒狀態(tài)時(shí)的等待)時(shí)間，而進(jìn)程等待時(shí)間的多少是要依靠進(jìn)程調(diào)度策略和等待事件何時(shí)發(fā)生等來決定的。因此，進(jìn)程調(diào)度性能的優(yōu)劣是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。進(jìn)程調(diào)度性能的衡量方法可分為定性和定量兩種。在定性衡量方面，首先是調(diào)度的可靠性，包括一次進(jìn)程調(diào)度是否可能引起數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的破壞等。這要求我們對調(diào)度時(shí)機(jī)的選擇和保存CPU現(xiàn)場十分謹(jǐn)慎。另外，簡潔性也是衡量進(jìn)程調(diào)度的一個(gè)重要指標(biāo)，由于調(diào)度程序的執(zhí)行涉及到多個(gè)進(jìn)程，且必須進(jìn)行上下文切換，因此如果調(diào)度程序過于繁瑣和復(fù)雜，將會耗去較大的系統(tǒng)開銷。這在用戶進(jìn)程調(diào)用系統(tǒng)較多的情況下，將會造成響應(yīng)時(shí)間大幅度增加。進(jìn)程調(diào)度的定量評價(jià)包括CPU的利用率評價(jià)、進(jìn)程在就緒隊(duì)列中的等待時(shí)間與執(zhí)行時(shí)間之比等。實(shí)際上由于進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列的隨機(jī)模型很難確定，而且進(jìn)程上下文切換等也將影響進(jìn)程的執(zhí)行效率，因此對進(jìn)程調(diào)度進(jìn)行解析是很困難的。一般情況下，大多利用模擬或測試系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間來評價(jià)進(jìn)程調(diào)度的性能。

3.5Linux系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)

3.5.1系統(tǒng)調(diào)用

在Linux系統(tǒng)中，所有進(jìn)程都可以使用的操作系統(tǒng)服務(wù)就是系統(tǒng)調(diào)用，進(jìn)程可以通過系統(tǒng)調(diào)用來請求操作系統(tǒng)的內(nèi)核服務(wù)。通常情況下，進(jìn)程不能直接訪問操作系統(tǒng)的內(nèi)核，也不能直接存取內(nèi)核使用的內(nèi)存區(qū)域，不能調(diào)用內(nèi)核函數(shù)。通常，這一點(diǎn)是通過CPU硬件措施來保證的，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)內(nèi)核通常運(yùn)行在CPU的核心態(tài)，而普通應(yīng)用程序運(yùn)行在用戶態(tài)，用戶態(tài)應(yīng)用程序是無法訪問核心態(tài)內(nèi)核的。如果應(yīng)用程序需要突破上述限制，則只有操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用是一個(gè)例外。應(yīng)用程序可以通過一個(gè)固定的方式調(diào)用內(nèi)核提供的功能。在Intel體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，這是通過執(zhí)行中斷0x80h來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用程序通常是一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程在調(diào)用內(nèi)核時(shí)，跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核代碼中的位置一般標(biāo)記為system_call(在Linux0.01中，system_call是匯編程序system_call.s中的一段代碼的入口點(diǎn)的標(biāo)記)。在system_call位置的代碼將檢查系統(tǒng)調(diào)用號，依據(jù)系統(tǒng)調(diào)用號告訴系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)程請求的系統(tǒng)服務(wù)是什么。然后，它再查找系統(tǒng)調(diào)用表sys_call_table[]，找到希望調(diào)用的內(nèi)核函數(shù)的地址，并調(diào)用此函數(shù)，最后將控制權(quán)返回應(yīng)用程序。

如果希望改變一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，或者添加一個(gè)新的系統(tǒng)調(diào)用，那么需要編寫一個(gè)自己的函數(shù)，然后改變sys_call_table[]中的指針并指向該函數(shù)。3.5.2系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)

在Linux系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是作為一種異常處理來實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)調(diào)用將執(zhí)行相應(yīng)的機(jī)器代碼指令來產(chǎn)生異常信號，產(chǎn)生中斷或異常的重要效果是系統(tǒng)自動(dòng)將用戶態(tài)切換為核心態(tài)來對它進(jìn)行處理。也就是說，執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用異常指令時(shí)，自動(dòng)地將系統(tǒng)切換為核心態(tài)，并安排異常處理程序的執(zhí)行。

Linux用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用異常的實(shí)際指令是int$0x80，這一指令使用中斷/異常向量號128(即十六進(jìn)制的80)將控制權(quán)轉(zhuǎn)移給內(nèi)核。為達(dá)到在使用系統(tǒng)調(diào)用時(shí)不必用機(jī)器指令編程，在標(biāo)準(zhǔn)C語言庫中，為每一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都提供了一段短的子程序以完成機(jī)器代碼的編程工作。事實(shí)上，機(jī)器代碼段非常簡短，它所要做的工作只是將送給系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)加載到CPU寄存器中，接著執(zhí)行int$0x80指令，然后運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)用，將系統(tǒng)調(diào)用的返回值送入CPU的一個(gè)寄存器中，標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中的一段代碼將取得這一返回值，并將它送回用戶程序。為使系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行成為一項(xiàng)簡單的任務(wù)，Linux提供了一組預(yù)處理宏指令，它們可以用在程序中。這些宏指令取一定的參數(shù)，然后擴(kuò)展為調(diào)用指定的系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)。通過使用這些預(yù)處理宏指令，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)自己的系統(tǒng)調(diào)用功能。

1．宏：syscallN(type，name，x…)

在Linux中，定義系統(tǒng)調(diào)用的預(yù)定義宏為

_syscallN(parameters)其中，N是系統(tǒng)調(diào)用所需的參數(shù)數(shù)目，而parameters則用一組參數(shù)代替。這些參數(shù)使宏指令完成適合于特定的系統(tǒng)調(diào)用的擴(kuò)展。例如，為了建立調(diào)用setuid()系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)，應(yīng)該使用：

_syscall1(int，setuid，uid_t，uid)

syscallN()宏指令的第一個(gè)參數(shù)int說明產(chǎn)生的函數(shù)的返回值的類型是整型，第二個(gè)參數(shù)setuid說明產(chǎn)生的函數(shù)的名稱，第三個(gè)參數(shù)uid_t和第四個(gè)參數(shù)uid指定setuid系統(tǒng)調(diào)用所需要參數(shù)的類型和名稱。注意：用作系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)的數(shù)據(jù)類型有一個(gè)限制，它們的長度不能超過4?B。這是因?yàn)閳?zhí)行int$0x80指令進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，所有的參數(shù)值都存放在32位的CPU寄存器中。如果參數(shù)的長度大于32位，那么將無法存放在一個(gè)32位的寄存器中。

使用CPU寄存器傳遞參數(shù)的另一個(gè)限制是可以傳送給系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)的數(shù)目。這個(gè)限制是最多可以傳遞5個(gè)參數(shù)。所以，最多可以定義6個(gè)不同的syscallN()宏指令，從_syscall0()、_syscalll()直到_syscall5()。在Linux0．01中，僅僅定義了從syscall0()到_syscall4()，具體的定義如下： #define_syscall0(type，name)//無參數(shù)系統(tǒng)調(diào)用

#define_syscalll(type，name，atype，a)//一個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用

#define_syscall2(type，name，atype，a，btype，b)//兩個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用

#define_syscall3(type，nat-ne，typel，argl，type2，arg2，type3，arg3)//三個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用

2．系統(tǒng)調(diào)用表

系統(tǒng)調(diào)用表是一張表格，按照順序定義了系統(tǒng)中所有的系統(tǒng)調(diào)用的入口函數(shù)地址。在Linux0.01中，系統(tǒng)調(diào)用表定義在include/linux/sys.h中，如下所示：fn_ptrsys_call_table[]={

sys_setup，sys_exit，sys_fork，sys_read，

sys_write，sys_open，sys_close，sys_waitpid，sys_creat，sys_link，

sys_unlink，sys_execve，sys_chdir，sys_time，sys_mknod，sys_chmod，

sys_chown，sys_break，sys_stat，sys_lseek，sys_getpid，sys_mount，

sys_umount，sys_setuid，sys_getuid，sys_stime，sys_ptrace，sys_alarm，sys_fstat，sys_pause，sys_utime，sys_stty，sys_gtty，sys_access，

sys_nice，sys_flime，sys_sync，sys_kill，sys_rename，sys_mkdir，

sys_rmdir，sys_dup，sys_pipe，sys_times，sys_prof，sys_brk，sys_setgid，

sys_getgid，sys_signal，sys_geteuid，sys_getegid，sys_acct，sys_phys，

sys_lock，sys_ioctl，sys_fcntl，sys_mpx，sys_setpgid，sys_ulimit，

sys_uname，sys_umask，sys_chroot，sys_ustat，sys_dup2，sys_getppid，

sys_getpgrp，sys_setsid

}；在數(shù)組sys_call_table[]中的每一個(gè)元素都是一個(gè)函數(shù)指針(在C語言中，函數(shù)名代表指向函數(shù)入口的指針)，按系統(tǒng)調(diào)用號(即前面提到的_NR_name)排列了所有系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的指針，以供系統(tǒng)調(diào)用入口函數(shù)查找。從這張表可以看出，Linux給它所支持的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)取名叫sysname。

在最新的Linux內(nèi)核中，系統(tǒng)調(diào)用表的位置有所改變，例如在Linux2.0.0以后的內(nèi)核中，系統(tǒng)調(diào)用表定義在entry.S文件的最后部分。

3．系統(tǒng)調(diào)用入口函數(shù)

系統(tǒng)調(diào)用入口函數(shù)定義在system_call.s文件中，它是一段匯編代碼。

從system.call入口的匯編程序的主要功能是：

(1)檢驗(yàn)是否為合法的系統(tǒng)調(diào)用。

(2)保存寄存器的當(dāng)前值。

(3)根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用表_sys_call_table和EAX寄存器持有的系統(tǒng)調(diào)用號找出并轉(zhuǎn)入系統(tǒng)調(diào)用響應(yīng)函數(shù)。

(4)從該響應(yīng)函數(shù)返回后，讓EAX寄存器保存函數(shù)返回值，跳轉(zhuǎn)至ret_from_sys_call，當(dāng)ret_from_sys_call結(jié)束后，將執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度。

(5)在執(zhí)行位于用戶程序中系統(tǒng)調(diào)用命令后面余下的指令之前，若INT0x80h的返回值非負(fù)，則直接按類型type返回；否則，將INT0x80h的返回值取絕對值，保留在errno變量中，返回－1。

在ret_from_sys_call中，也是Linux系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度切換的時(shí)機(jī)，在普通的Linux系統(tǒng)中，進(jìn)程在系統(tǒng)調(diào)用中執(zhí)行的時(shí)候是不能被切換的。

當(dāng)在程序代碼中用到系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，編譯器會將上面提到的宏展開，展開后的代碼實(shí)際上是將系統(tǒng)調(diào)用號放入EAX后，調(diào)用INT0x80h使處理器轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)用入口，然后查找系統(tǒng)調(diào)用表，進(jìn)而由內(nèi)核調(diào)用真正的系統(tǒng)功能函數(shù)。通過上面的分析可以看到，如果希望在Linux系統(tǒng)中添加新的系統(tǒng)調(diào)用，那么在應(yīng)用程序中必須