CyberStars

OS: Processes

Intrăm pe un teritoriu nou. Până acum am scris cod care face lucruri: afișează, calculează, sortează. Acum vom înțelege cum rulează computerul codul nostru. Bun venit la sisteme de operare

Un sistem de operare (OS) este software-ul care gestionează tot: RAM-ul, hard disk-ul, ecranul, tastatura. Windows, Linux, macOS: toate sunt sisteme de operare. Fără unul, computerul tău este doar un presa-papier scump

Când rulezi un program C, sistemul de operare creează un proces. Un proces este o instanță a unui program în execuție. Are propriile sale:

  • Cod: instrucțiunile (codul tău C compilat)
  • Memorie: stiva, heap-ul, variabilele globale
  • Stare: rulează? așteaptă? a terminat?

Chiar acum, sute de procese rulează pe computerul tău: browser-ul, player-ul de muzică, sistemul de operare însuși. Fiecare crede că are computerul doar pentru el, dar sistemul de operare le jonglează pe toate

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    printf("ID-ul procesului meu este: %d\n", getpid());
    printf("ID-ul procesului parinte este: %d\n", getppid());
    return 0;
}

Fiecare proces are un PID unic (Process ID). getpid() îl returnează pe al nostru. getppid() returnează PID-ul părintelui, procesul care ne-a lansat (de obicei terminalul/shell-ul)

Aranjamentul memoriei unui proces arată așa:

Adrese mari
+--------------+
|    Stiva     |  <- variabile locale, apeluri de functii (creste in JOS)
|      v       |
|              |
|      ^       |
|    Heap      |  <- malloc, memorie dinamica (creste in SUS)
+--------------+
|    Date      |  <- variabile globale/statice
+--------------+
|    Cod       |  <- instructiunile tale compilate
+--------------+
Adrese mici

Îți amintești de malloc? Acum știi de unde vine acea memorie: din heap. Iar variabilele tale locale? Trăiesc pe stivă. Când primești o eroare "stack overflow", înseamnă că stiva a crescut prea mult (de obicei dintr-o recursivitate infinită)

Procesele pot fi în diferite stări:

  • Running: rulează în prezent pe CPU
  • Ready: așteaptă rândul pe CPU
  • Waiting: blocat, așteaptă ceva (input de la tastatură, citire de fișier, rețea)
  • Terminated: a terminat execuția

Sistemul de operare comută între procese de mii de ori pe secundă. Asta se numește context switching. Așa poți asculta muzică ȘI naviga pe web "în același timp": sistemul de operare alternează de fapt rapid între ele

Un alt concept important: codurile de ieșire. Când main returnează un număr, acela este codul de ieșire al procesului

#include <stdio.h>

int main(void) {
    return 0;   // 0 inseamna succes
}

return 0 înseamnă "totul a mers bine". Orice valoare diferită de zero înseamnă o eroare. Într-un terminal, poți verifica codul de ieșire al ultimei comenzi cu echo $?. De asta am tot scris return 0 în main de la început. Acum știi motivul real.

Misiune: Jurnalul de tură

E ora opt dimineața la centrul de calcul Bell Labs. Înainte să înceapă lucrul, fiecare terminal conectat la mainframe trebuie să-și înregistreze procesul în jurnalul de tură al operatorului.

  1. Afișează ID-ul procesului curent folosind getpid()
  2. Afișează un mesaj care confirmă codul de ieșire

Exemplu

Programul tău ar trebui să afișeze (PID-ul tău va fi diferit, asta este de așteptat)

PID: 12345
Iesire cu codul 0

Folosește getpid() din unistd.h