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# 3.8 资源控制

所有系统都受硬件体系结构和配置的制约；为保证正常运行，不得超越这些限度。至少必须把硬件限度施加给在系统上运行的进程。有时还可能希望把进程限制得比硬件限度更严。系统度量资源使用，并允许把消耗限制在硬件限度上或之下。

**进程优先级**

系统把 CPU 调度优先级给予近期未用 CPU 时间的进程。这种优先级方案偏向交互式进程和每次只执行一小会儿的进程。为每个进程选定的优先级由内核内部维护。优先级的计算受每进程 `nice` 变量影响：`nice` 为正值表示进程愿意少占处理机份额，为负值表示应多给份额。多数进程以默认的 `nice` 零运行，既不多占也不少占。可以查询或更改当前指派给一个进程、一个进程组或指定用户的全部进程的 `nice` 值。除 `nice` 之外，调度还受许多别的因素影响，包括进程近期使用的 CPU 时间量、近期使用的内存量，以及系统当前负载。所用的具体算法见 4.4 节。

**资源使用**

进程执行时使用 CPU、内存等系统资源。内核跟踪每个进程使用的资源，汇编描述这种使用的统计信息。内核管理的统计信息在进程执行期间可供进程查询；进程终止后，统计信息交给它的父进程。

进程使用的资源由系统调用 `getrusage` 返回，可以查询当前进程的，也可以查询它全部已终止子进程的。信息包括：

* 进程使用的用户时间和系统时间
* 进程的内存使用
* 进程的调页与磁盘 I/O 活动
* 进程的自愿与非自愿上下文切换次数
* 进程做的进程间通信量

资源使用信息在内核各处采集。CPU 时间在 `hardclock()` 的每个节拍采集。内核每秒采样一次活动进程的内存使用量来计算内存利用；调度程序在重算进程优先级的同一时刻做内存采样。`pagein()` 例程在每次为满足调页请求而启动磁盘传输时重算调页活动（见 5.11 节）。I/O 活动统计在进程每次为满足文件或设备 I/O 请求而启动传输时采集。IPC 通信活动在每次经套接字接口发送分组时计数。

**资源限制**

内核控制某些每进程资源的使用。这些控制包括：

* 可累计的 CPU 时间上限
* 可创建文件的大小上限
* 进程数据段的大小上限
* 进程栈段的大小上限
* core 文件的大小上限
* 进程任一时刻可用的物理内存上限

内核控制的每种资源都维护两个限度：软限制（soft limit）和硬限制（hard limit）。只有超级用户能提高硬限制。其他用户可以在 0 到相应硬限制的范围内调整软限制，或者（不可逆地）只降低硬限制。进程超过某些软限制时，内核向它投递信号，通知它超过了资源限制。这种信号正常情况下会终止进程，但进程也可以选择捕获或忽略该信号。

限度在与资源统计相同的地点执行。CPU 时间限制在 `hardclock()` 中执行；物理内存限制由 `pageout()` 执行——进程超过物理内存限制期间，`pageout()` 例程见到它的任何页都会拿走。栈和数据段的限制在到达限度后以分配失败返回执行。文件大小限制由文件系统执行：一旦到达文件大小限制，就给进程发信号，默认动作是杀死进程；若进程捕获或忽略该信号并继续写，就会得到错误返回。

**文件系统配额**

除了对单个文件大小的限制，内核还会对用户在文件系统上能使用的空间总量施加限制。这些限制的实现留到 7.6 节讨论。


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