Linux进程管理之task_struct

布满荆棘的人生 2022-06-17 01:10 184阅读 0赞

进程和进程块  
什么是进程？  
进程就是一个正在执行的程序  
进程就是正在计算机上执行的程序实例  
能分配给处理器并由处理器执行的实体  
什么是进程控制块？  
当一个程序被加载到内存中会为它分配一个进程控制块，这个进程控制块（PCB)由操作系统创建和管理.在Linux下PCB就是一个task\_struct的结构体，这个结构体就是用来描述进程的信息。操作系统是如何管理所有进程呢，就是通过每个进程的描述信息（也就是一个个描述每个进程信息的结构体）用某种数据结构将所有的结构体链接起来进行管理。  
简化的进程控制块里有：  
1、标识符:跟这个进程唯一相关的标识符  
2、状态：如果进程正在执行，那么进程处于运行态  
3、优先级：相对于其他进程的优先级  
4、内存指针：包括程序代码和进程相关的数据指针，还有和其他进程共享内存块指针  
5、上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据  
6、I/O状态信息：包括显示的I/O请求，分配给进程的I/O设备和被进程使用的文件列表  
7、记账信息：可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和、时间限制、记账号  
….  
那task\_struct这个结构体的内容究竟是什么？

struct task_struct {
            volatile long state;    /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
            void *stack;
            atomic_t usage;
            unsigned int flags;    //每个进程的标记
    
            int lock_depth;      //锁的深度
    
            int prio, static_prio, normal_prio;
            unsigned int rt_priority;
            const struct sched_class *sched_class;
            struct sched_entity se;
            struct sched_rt_entity rt;
            unsigned int policy;
            cpumask_t cpus_allowed;
    
    
    
            struct list_head tasks;
            struct plist_node pushable_tasks;
    
            struct mm_struct *mm, *active_mm; //进程内存信息
    
            //任务状态
            int exit_state;
            int exit_code, exit_signal;
            int pdeath_signal;  
            unsigned int personality;
            unsigned did_exec:1;
            unsigned in_execve:1;  
            unsigned in_iowait:1;
    
    
            unsigned sched_reset_on_fork:1;//恢复到默认优先级
    
            pid_t pid; //进程标识符
            pid_t tgid;
    
    
            //表示进程的亲属关系成员
            struct task_struct *real_parent; //指向其父进程，如果创建它的的进程不存在，则指向pid为1的init进程
            struct task_struct *parent; //指向其父进程，当它终止时，必须向它的父进程发送信号，它的值通常和real_parent相同
    
            struct list_head children; //表示链表的头部，链表中所有的元素都是它的子进程
            struct list_head sibling;  //用于把当前进程插入到兄弟链中
            struct task_struct *group_leader; //指向其所在进程的领头进程
    
            //进程调度
            unsigned int ptrace;
            struct list_head ptraced;
            struct list_head ptrace_entry;
            unsigned long ptrace_message;
            siginfo_t *last_siginfo;
    
            /* PID/PID hash table linkage. */
            struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];
            struct list_head thread_group;
    
            struct completion *vfork_done;         //供fork()使用
            int __user *set_child_tid;          
            int __user *clear_child_tid;       
    
            //cpu时间信息
            cputime_t utime, stime, utimescaled, stimescaled;
            cputime_t gtime;
            cputime_t prev_utime, prev_stime;
    
            unsigned long nvcsw, nivcsw;  //上下文切换项
            struct timespec start_time;             
            struct timespec real_start_time;        
    
    
            int link_count, total_link_count;//文件系统信息
            struct thread_struct thread;//进程的cpu状态，切换时要保存到停止进程的task_struct
            struct fs_struct *fs;//文件系统信息
            struct files_struct *files;//打开文件信息
    
             //信号句柄
            struct signal_struct *signal;
            struct sighand_struct *sighand;
    
            sigset_t blocked, real_blocked;
            sigset_t saved_sigmask; /* restored if set_restore_sigmask() was used */
            struct sigpending pending;
    
            unsigned long sas_ss_sp;
            size_t sas_ss_size;
            udit_context;
    
            seccomp_t seccomp;
    
            //线程组跟踪
            u32 parent_exec_id;
            u32 self_exec_id;
    
            //保护数据结构
            spinlock_t alloc_lock;
            spinlock_t pi_lock;
    
            void *journal_info;日志文件系统信息
    
    
            struct bio *bio_list, **bio_tail;//堆块设备信息
    
            //虚拟机状态
            struct reclaim_state *reclaim_state;
            struct reclaim_state *reclaim_state;
    
            struct backing_dev_info *backing_dev_info;
            struct io_context *io_context;
            struct task_io_accounting ioac;
    
    };