源代码阅读：
type.h：用于声明一些数据类型的简化名称，和声明页表指针的数据类型。
param.h：主要用于声明基本的一些常量，包括内核栈大小等。
memlayout.h：主要用于声明一些和内存与地址相关的常量与方法，包括虚拟内存转物理内存的方法以及物理内存转虚拟内存的方法等。
defs.h：声明在之后文件中要用到的函数。
x86.h：让c代码使用特殊的x86汇编的一些函数包括outb等，并声明trapframe。
asm.h：一些汇编上的宏定义
mmu.h：定义x86内存管理单元，包括控制寄存器CR上的不同位代表的含义。
elf.hELF：可执行文件的格式，包括ELF头的数据结构等。
vm.c：一些cpu虚拟内存管理的函数
proc.h：声明了CPU在内核中的数据结构表示struct cpu，进程在内核中的数据结构struct proc，上下文在内核中的数据结构struct context。
swtch.S声明用于上下文切换的swtch函数，汇编语言生成
kalloc.c声明一些物理内存分配的函数，包括分配的kalloc()和用于free的kfree()。
Proc.c:
Ptable:进程索引表
Nextpid：进程的ID
Allocproc：分配进程的内核栈和一些寄存器，将进程状态UNUSED改写为EMBRYO
Userinit：第一个进程的初始化操作
Growproc：增加或者减少所占用的内存空间
Fork()：创建进程
Exit()：退出当前进程，并将其父进程唤醒
Wait()；等待子进程退出的
scheduler()：内核运行时用于进程调度的循环
sched()：切换到内核的
yield()：放弃cpu占用
sleep()；换成SLEEPING状态，并通过chan标志进程
wakeup()；唤醒chan上所有的进程
kill()：杀死进程
procdump；向控制台上打印当前进程状态的
(一) 什么是进程，什么是线程？操作系统的资源分配单位和调度单位分别是什么？XV6 中的
进程和线程分别是什么，都实现了吗？
答案：
（1）什么是进程：
1：操作系统由单道处理转向多道处理，传统的静态程序已经不能描述执行的并发性，所以由动态的进程对多道并发进行描述。
2：进程是程序，数据，程序控制块的集合
（2）什么是线程：
（3）：进程占用空间多，切换时空消耗大。而为了降低时空消耗，引入了线程
引入线程前：资源分配单位和调度为进程
引入线程后：资源分配的单位是进程，调度的单位是线程
（4）XV6中只实现了进程proc，具体内容在proc.c中
(二) 进程管理的数据结构是什么？在 Windows，Linux，XV6 中分别叫什么名字？其中包含哪些内容？操作系统是如何进行管理进程管理数据结构的？它们是如何初始化的？
（1）：进程管理的数据结构是进程控制块。
（2）：Linux：task_struct
Windows：EPROCESS、KPROCESS、PEB
XV6：proc .h,proc.c
（3）：包含 进程描述信息，进程控制信息，所拥有的资源和使用情况，CPU现场信息
1：Linux下为/include/linux/sched.h内部的struct task_struct，其中包括管理进程所需的各种信息。创建一个新进程时，系统在内存中申请一个空的task_struct ，并填入所需信息。同时将指向该结构的指针填入到task[]数组中。
2：Windows下拥有两个相关的对象，EPROCESS(执行体进程对象) KPROCESS(内核进程对象 )其中KPROCESS又称为PCB
EPEOCESS位于内核层之上它侧重于提供各种管理策略，同时为上层应用程序提供基本的功能接口。所以，在执行体层的进程和线程数据结构中，有些成员直接对应于上层应用程序中所看到的功能实体。
KPROCESS结构体位于内核层，存储着进程的必要信息
3：XV6下在proc .h内声明，包括进程 ID ，进程状态 ，父进程，context，cpu记录了内存地址和栈指针等
xv6的PCB就是proc.h中的proc结构体。其内容包括：
uint sz：进程的内存空间大小。
pde_t* pgdir：进程的页表。
char *kstack：进程的内核栈指针
enum procstate state：进程的状态（包括六种UNUSED, EMBRYO, SLEEPING, RUNNABLE, RUNNING, ZOMBIE）
int pid：进程的pid
struct proc *parent：进程的父进程指针。
struct trapframe *tf：位于x86.h，是中断进程后，需要恢复进程继续执行所保存的寄存器内容。
struct context *context：切换进程所需要保存的进程状态。切换进程需要维护的寄存器内容，定义在proc.h中。
void *chan：不为0时，保存该进程睡眠时的队列。
int killed：不为0时，则该进程被杀死。
struct file *ofile[NOFILE]：打开文件的组。
struct inode *cwd：进程当前的目录。
char name[16]：进程名。
（4）：Xv6通过数据结构ptable对进程进行管理，代码如下：
struct {
struct spinlock lock;
struct proc proc[NPROC];
} ptable;
（5）：Xv6的初始化操作：
1：第一个进程初始化：自举程序bootmain.c，调用主方法main.c，调用proc.c中的userinit()建立
2：第一个用户进程(分配了一个物理页，并将这个物理地址页映射到虚拟地址为0处，将原来的加载到物理地址为0处的initcode.S的代码加载到这个虚拟地址对应的物理页中。另外还设置进程的trapframe，以便能从内核态返回到用户态)
3：之后的进程初始化：调用fork()
4：无论是userinit()还是fork()都会调用allocproc()函数
5：allocproc的工作是在页表中分配一个槽（即结构体 struct proc），并初始化进程的状态，为其内核线程的运行做准备。简而言之，即设置好一个特别准备的内核栈和一系列内核寄存器，并将进程状态由UNUSED改写为EMBRYO
(三) 进程有哪些状态？请画出 XV6 的进程状态转化图。在 Linux，XV6 中，进程的状态分别 包括哪些？你认为操作系统的设计者为什么会有这样的设计思路？
（1）：进程状态分别有：UNUSED,EMBRYO,RUNNABLE,RUNNING,SLEEPING,ZOMBIE
1:UNUSED:进程的初始化状态(enum枚举特性决定)
2:fork()或者userinit()中调用allocproc()即分配内核栈后改为EMBRYO
3:fork()或者userinit()进行一系列初始化操作后改为RUNNABLE
4:scheduler()会一直执行选择进程改为RUNNING,进程调用yield()改为RUNNABLE， 调用sleep()改为SLEEPING，而wakeup()由SLEEPING改为RUNNABLE
5:程序调用exit()和wait()会将其变为ZOMBIE
（2）：Linux进程状态：创建，就绪，执行，阻塞，就绪挂起，阻塞挂起，结束
（3）：提高CPU的利用率，增加并发能力
(四) 如何启动多进程（创建子进程）？如何调度多进程？调度算法有哪些？操作系统为何要 限制一个 CPU 最大支持的进程数？XV6 中的最大进程数是多少？如何执行进程的切换？什么是进程上下文？多进程和多 CPU 有什么关系？
（1）：利用操作系统创建或者父进程创建，在xv6中，第一个进程是由Userinit()创建初始化，之后通过fork()创建初始化
（2）：利用调度算法进行调度
（3）：先来先服务，短作业先服务，时间片轮转发，优先级调度法，多级反馈轮转法，高响应比优先法
（4）：一是考虑内存空间，进程数量过多占用大量内存 二是增加了缺页中断的可能性，会导致cpu不断的执行页面换入换出，浪费大量时间
（5）：XV6的最大进程数见param.h文件中的#define NPROC 64，最大64；
#define NPROC 64 // maximum number of processes
（6）：切换上下文：
1：当前进程通过调用yield()(可能是时间片用完)，进行进程切换。yield函数调用sched函数，sched函数启动switch函数完成进程切换，而switch又会触发scheduler(void)，scheduler(void)中会选择一个进程切换上下文，仍调用swtch(&cpu->scheduler, proc->context);
2：整个流程是这样的：yield->sched->switch->scheduler->switch
3：其中switch的函数原型void swtch(struct context **old, struct context *new);
4：它的工作主要包括：1. 保存当前(old)进程的上下文。 2. 加载新进程(new)的上下文到机器寄存器中。可以理解为是汇编实现
（7）：进程运行时，其硬件状态保存在CPU 上的寄存器中，寄存器：程序计数器、程序状态寄存器、栈指针、通用寄存器、其他控制寄存器的值。进程不运行时，这些寄存器的值保存在PCB 中。将CPU 硬件状态从一个进程换到另一个进程的过程称为
上下文切换
（8）：没有必然联系。一个CPU在某一时刻只能运行一个进程，宏观上并行，微观上串行。而多个CPU可以同时运行多个程序
(五) 内核态进程是什么？用户态进程是什么？它们有什么区别？
（1）：系统分为内核态和用户态。在内核里产生的进程称为内核级进程，在用户态上产生的进程称为用户态进程。
（2）区别：
1）运行在不同的系统状态，用户态进程执行在用户态，内核态进程执行在内核态
2）进入方式不同，用户态进程可直接进入，内核态必须通过运行系统调用命令
3）返回方式不同，用户态进程直接返回，内核态进程有重新调度过程
4）内核态进程优先级要高于用户态进程，并且内核态进程特权级别最高，它可以执行系统级别的代码
联系：
用户级进程和内核级进程存在一对一，多对一，多对多的关系
(六) 进程在内存中是如何布局的，进程的堆和栈有什么区别？
进程在内存中拥有独立的地址空间，这个空间是逻辑空间。内存分为内核空间和用户空间，内核空间一般运行操作系统程序，而用户空间一般运行用户程序
对于64BIT，通常大小为2^48,分为4级页表，999912分布
对于34BIT，通常大小为2^32,分为2级页表，101012分布
用户空间分为：程序，数据，栈，堆
栈：是存放程序执行时局部变量、函数调用信息、中断现场保留信息的空间堆
堆：程序执行时, 按照程序需要动态分配的内存空间，使用malloc、 calloc、realloc函数分配的空间都在堆上分配。
参考资源：
https://www.jianshu.com/p/e01680c00de4
https://blog.csdn.net/zhanglei8893/article/details/6101076
https://blog.csdn.net/qq_36347375/article/details/91354349
https://www.cnblogs.com/LittleHann/p/3454748.html
https://www.cnblogs.com/itzxy/p/9293677.html