北航软件学院：Linux内核进程与调度深度解析

在北航软件学院的Linux内核分析课程中，主要聚焦于第四章——进程和进程调度。这一章节对于理解Linux操作系统的核心机制至关重要。首先，课程介绍了Linux作为多任务多用户系统的基本特性，强调了进程在系统中的核心地位，它是资源分配和CPU调度的基本单元。 进程在Linux中由可执行映像（Executable Image）构成，这是存放在磁盘上的程序代码和数据的集合，当程序被加载到内存中运行时，就形成了一个动态的进程实体。这个实体由正文段（存放指令代码）、用户数据段（存储进程运行所需数据和堆栈）和系统数据段（包含进程控制信息）组成。 Linux的进程控制块（PCB），具体表现为task_struct结构体，它是系统管理和控制进程的关键，包含了诸如进程状态、内存信息、堆栈指针等重要信息。每当一个进程被创建时，系统会为其创建一个task_struct实例，作为其存在的标识。当进程结束时，相应的task_struct会被销毁，以释放系统资源。 课程特别关注了两个关键的源代码部分：schedule()函数，这是内核调度的核心函数，负责决定哪个进程应该在何时获得CPU的执行权；其次是do_fork()函数，它是进程创建的核心机制，通过复制父进程的部分信息创建新的子进程。 此外，还提到了ELF（Executable and Linkable Format）格式，这是一种常见的可执行文件格式，在Linux中被广泛使用，它定义了如何将程序加载到内存和如何解析程序的结构。 通过对这些概念和技术的深入分析，学生可以掌握Linux内核中进程的生命周期管理、调度策略和底层实现，这对于深入理解和开发Linux系统有着重要意义。整个学习过程既理论性强，又结合了实际的源码剖析，有助于提升学生的实践能力和理论素养。