Контекст системного уровня

Запись таблицы процессов Определяет состояние процесса; эта информация всегда доступна операционной системе

Пользовательская область Информация по управлению процессом, необходимая только в кон­тексте данного процесса

Таблица областей процесса Задает отображение виртуальных адресов в физические; содержит также поле полномочий, в котором указывается тип доступа, на который процесс имеет право: только для чтения, для чтения и за­писи или для записи и выполнения

Стек ядра Содержит кадр стека процедур ядра при работе процесса в ре­жиме ядра

В контекст пользовательского уровня (user-level context) входят основные эле­менты пользовательских программ; он может генерироваться непосредственно из скомпилированных объектных файлов. Каждая пользовательская программа разде­лена на две части, одна из которых размещается в текстовой области, а другая — в области данных. Текстовая область предназначена только для чтения; в ней хранят­ся команды пользовательских программ. Во время выполнения процессор использует пользовательский стек для вызовов и возвратов из процедур, а также для передачи параметров. Совместно используемая область памяти — это область данных, доступ к которой одновременно предоставляется различным процессам. Хотя в системе име­ется только одна физическая копия совместно используемой области памяти, при использовании виртуальной памяти эта область находится в адресном пространстве каждого процесса, который ее использует.

Когда процесс не выполняется, соответствующая информация по состоянию процессора хранится в области контекста регистров (register context).

В контексте системного уровня (system-level context) находится остальная информация, которая нужна операционной системе для управления процессом. Эта информация состоит из статической части фиксированного размера, который остается неизменным на протяжении всего времени жизни процесса, и динами­ческой части, размер которой меняется. Одним из компонентов статической час­ти является запись таблицы процессов, которая фактически является частью таблицы процессов, поддерживаемой операционной системой, в которой каждо­му процессу соответствует одна запись. Запись таблицы процессов содержит информацию по управлению процессом, доступную ядру в любой момент времени. Таким образом, в системе виртуальной памяти все записи таблицы процессов по­стоянно остаются в основной памяти. В табл. 3.11 перечислены компоненты за­писи таблицы процессов. Пользовательская область содержит дополнительную управляющую информацию, которая нужна ядру при работе в контексте этого процесса; эта информация используется также при загрузке и выгрузке страниц процесса из основной памяти. В табл. 3.12 приведено содержимое этой таблицы

Таблица 3.11. Элемент таблицы процессов в системе UNIX

Таблица 3.12. Пользовательская область UNIX

Различия между записью таблицы процессов и пользовательской областью отражают тот факт, что ядро системы UNIX всегда выполняется в контексте ка­кого-нибудь процесса. Большую часть времени ядро работает с контекстом те­кущего процесса, однако иногда ядру нужен доступ к информации и о других процессах, например при работе планировщика.

Третьей статической частью, входящей в контекст системного уровня, явля­ется таблица областей процесса, которая используется системой управления па­мятью. И, наконец, стек ядра — это динамическая часть контекста системного уровня. Этот стек используется при выполнении процесса в режиме ядра и со­держит информацию, которую нужно сохранять и восстанавливать во время вы­зовов процедур и прерываний.