轉自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/37917981

這一章主要是對如下問題的解釋。

1.Process（程序）是什麼？

簡單說process就是一個執行中的程式。

2.怎麼去虛擬出很多CPU？

作業系統可以讓一個程序執行，然後停止這個程序讓另外一個程序執行，只要交替的時間足夠快，使用者就覺得多個程序是在同時執行的。能夠讓這個過程實現的基本技術就是time sharing，這可以讓cpu可以去實現上述程序的切換。

3.Process的主要組成部分有哪些？

1.Process對應的記憶體

2.暫存器

3.I/O

4.Process提供的API

1.create

2.destroy

3.wait

4.Miscellaneous control。比如暫停和恢復。

5.status

5.程序建立的更多內容

1.首先將磁碟上的程式載入到程式中，現代os不會一次性載入所有的程式碼，而是需要哪些就載入哪些。

2.分配stack記憶體，並且初始化

3.分配heap記憶體。

4.剩餘的一些初始化操作，尤其是I/O相關的。UNUX系統會有預設的三個file description，分別是standard input，output，error。

5.將PC置為main程式碼處，開始執行。

6.程序狀態

Running Ready Blocked

Running表示這個程式正在cpu上執行。

Ready表示程式可以隨時被os排程執行。

Blocked表示程序在一些事件沒有發生前不能執行。比如程序在等待I/O操作完成的時候。

7.Process 相關的資料結構

os也是程式,和其他的程式一樣，也需要一些資料結構來儲存各種各樣的資訊。對於程序，為了能夠跟蹤他們的狀態並且能進行排程等動作，os也會建立相應的資料結構來儲存程序的相應的資訊。下面這個表格就是xv6核心的程序資訊。在其他的作業系統，比如linux，mac os或者是wndows內，也有類似的資料結構，可以通過這個簡單的例子來看下到底os要儲存哪些程序的資訊。

// the registers xv6 will save and restore
 
// to stop and subsequently restart a process
//這個就是在程序切換的時候需要載入和儲存的暫存器
struct context {
int eip;
int esp;
int ebx;
int ecx;
int edx;
int esi;
int edi;
int ebp;
};
// the different states a process can be in
//一個程序不同的狀態
enum proc_state { UNUSED, EMBRYO, SLEEPING,
RUNNABLE, RUNNING, ZOMBIE };
// the information xv6 tracks about each process
// including its register context and state
//xv6核心給每個程序儲存的資訊，包括暫存器資訊和一些狀態資訊
struct proc {
char *mem; // Start of process memory//程序的開始記憶體地址
uint sz; // Size of process memory//程序需要的記憶體大小
char *kstack; // Bottom of kernel stack//核心棧底
// for this process
enum proc_state state; // Process state//程序狀態
int pid; // Process ID//程序ID
struct proc *parent; // Parent process//父程序
void *chan; // If non-zero, sleeping on chan
int killed; // If non-zero, have been killed
struct file *ofile[NOFILE]; // Open files
struct inode *cwd; // Current directory
struct context context; // Switch here to run process
struct trapframe *tf; // Trap frame for the
                     // current interrupt
};