背景:為了管理進程,操作系統必須對每個進程所做的事情進行清楚地描述,為此,操作系統使用數
據結構來代表處理不同的實體,這個數據結構就是通常所說的進程描述符或進程控制塊。
在linux系統中,這就是task_struct結構,在include\linux\sched.h文件中定義。
每個進程都會被分配一個task_struct結構,它包含了這個進程的所有信息,
在任何時候操作系統都能跟蹤這個結構的信息。
這個結構是linux內核匯總最重要的數據結構,下面我們會詳細的介紹。task_struct結構的主要信息:
1、進程狀態 (將紀錄進程在等待,運行,或死鎖)
2、調度信息(由哪個調度函數調度,怎樣調度等)
3、進程的通訊狀況
4、因為要插入進程樹,必須有聯系父子兄弟的指針, 當然是task_struct型
5、時間信息,(比如計算好執行的時間, 以便cpu 分配)
6、標號 (決定改進程歸屬)
7、可以讀寫打開的一些文件信息
8、 進程上下文和內核上下文
9、處理器上下文
10、內存信息
下面我們看一下linux下是怎麼定義task_struct的:打開/include/linux/sched.h可以找到task_struct 的定義
struct task_struct {
volatile long state;
說明了該進程是否可以執行,還是可中斷等信息
unsigned long flags;
Flage 是進程號,在調用fork()時給出
int sigpending;
進程上是否有待處理的信號
}
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mm_segment_t addr_limit; 進程地址空間
進程地址空間,區分內核進程與普通進程在內存存放的位置不同
0-0xBFFFFFFF for user-thead
0-0xFFFFFFFF for kernel-thread
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volatile long need_resched;
調度標志,表示該進程是否需要重新調度,
若非 0, 則當從內核態返回到用戶態,會發生調度
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int lock_depth;
鎖深度
long nice; 進程的基本時間片
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unsigned long policy;
進程的調度策略,有三種
實時進程:SCHED_FIFO,SCHED_RR
分時進程:SCHED_OTHER
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struct mm_struct mm;
進程內存管理信息
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int processor;
若進程不在任何CPU上運行,
cpus_runnable 的值是0,否則是1。
這個值在運行隊列被鎖時更新.
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unsigned long cpus_runnable, cpus_allowed;
struct list_head run_list;
指向運行隊列的指針
unsigned long sleep_time;
進程的睡眠時間
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struct task_struct next_task, prev_task;
用於將系統中所有的進程連成一個雙向循環鏈表
其根是init_task.
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struct mm_struct active_mm;
truct list_head local_pages;
指向本地頁面
unsigned int allocation_order, nr_local_pages;
struct linux_binfmt binfmt;
進程所運行的可執行文件的格式
int exit_code, exit_signal;
int pdeath_signal;
父進程終止是向子進程發送的信號
unsigned long personality;
Linux 可以運行由其他UNIX操作系統生成的符合iBCS2標准的程序
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int did_exec:1;
按POSIX要求設計的布爾量,區分進程正在執行從
父進程中繼承的代碼,還是執行由execve裝入的新程序代碼
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pid_t pid;
進程標識符,用來代表一個進程
pid_t pgrp;
進程組標識,表示進程所屬的進程組
pid_t tty_old_pgrp;
進程控制終端所在的組標識
pid_t session;
進程的會話標識
pid_t tgid;
int leader; 標志,表示進程是否為會話主管
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struct task_struct p_opptr,p_pptr,p_cptr,p_ysptr,p_osptr;
struct list_head thread_group;
線程鏈表
struct task_struct pidhash_next;
用於將進程鏈入HASH表pidhash
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struct task_struct pidhash_pprev;
wait_queue_head_t wait_chldexit;
供wait4()使用
struct completion vfork_done;
供vfork() 使用
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unsigned long rt_priority;
實時優先級,用它計算實時進程調度時的weight值,
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it_real_value,it_real_incr; 用於REAL定時器,單位為jiffies
系統根據it_real_value //設置定時器的第一個終止時間。
在定時器到期時,向進程發送SIGALRM信號,同時根據
it_real_incr重置終止時間,it_prof_value,it_prof_incr
用於Profile定時器,單位為jiffies。當進程運行時,
不管在何種狀態下,每個tick都使it_prof_value值減一,
當減到0時,向進程發送信號SIGPROF,並根據it_prof_incr重置時間
it_virt_value,it_virt_value用於Virtual定時器,單位為jiffies。
當進程運行時,不管在何種狀態下,每個tick都使it_virt_value值減一
當減到0時,向進程發送信號SIGVTALRM,根據it_virt_incr重置初值。
Real定時器根據系統時間實時更新,不管進程是否在運行
Virtual定時器只在進程運行時,根據進程在用戶態消耗的時間更新
Profile定時器在進程運行時,根據進程消耗的時
(不管在用戶態還是內核態)更新
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unsigned long it_real_value, it_prof_value, it_virt_value;
unsigned long it_real_incr, it_prof_incr, it_virt_value;
struct timer_list real_timer;//指向實時定時器的指針
struct tms times; //記錄進程消耗的時間,
unsigned long start_time;//進程創建的時間
long per_cpu_utime[NR_CPUS], per_cpu_stime[NR_CPUS]; //記錄進程在每個CPU上所消耗的用戶態時間和核心態時間
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mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific
//內存缺頁和交換信息:
//min_flt, maj_flt累計進程的次缺頁數(Copy on Write頁和匿名頁)和主缺頁數(從映射文件或交換設備讀入的頁面數);
//nswap記錄進程累計換出的頁面數,即寫到交換設備上的頁面數。
//cmin_flt, cmaj_flt, cnswap記錄本進程為祖先的所有子孫進程的累計次缺頁數,主缺頁數和換出頁面數。在父進程
//回收終止的子進程時,父進程會將子進程的這些信息累計到自己結構的這些域中
unsigned long min_flt, maj_flt, nswap, cmin_flt, cmaj_flt, cnswap;
int swappable:1; //表示進程的虛擬地址空間是否允許換出
process credentials ///進程認證信息
//uid,gid為運行該進程的用戶的用戶標識符和組標識符,通常是進程創建者的uid,gid //euid,egid為有效uid,gid
//fsuid,fsgid為文件系統uid,gid,這兩個ID號通常與有效uid,gid相等,在檢查對於文件系統的訪問權限時使用他們。
//suid,sgid為備份uid,gid
uid_t uid,euid,suid,fsuid;
gid_t gid,egid,sgid,fsgid;
int ngroups; //記錄進程在多少個用戶組中
gid_t groups[NGROUPS]; //記錄進程所在的組
kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;//進程的權能,分別是有效位集合,繼承位集合,允許位集合
int keep_capabilities:1;
struct user_struct user;
limits
struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS]; //與進程相關的資源限制信息
unsigned short used_math; //是否使用FPU
char comm[16]; //進程正在運行的可執行文件名
file system info //文件系統信息
int link_count, total_link_count;
struct tty_struct tty; NULL if no tty 進程所在的控制終端,如果不需要控制終端,則該指針為空
unsigned int locks; How many file locks are being held
ipc stuff //進程間通信信息
struct sem_undo semundo; //進程在信號燈上的所有undo操作
struct sem_queue semsleeping; //當進程因為信號燈操作而掛起時,他在該隊列中記錄等待的操作
CPU-specific state of this task //進程的CPU狀態,切換時,要保存到停止進程的
task_struct中
struct thread_struct thread;
filesystem information文件系統信息
struct fs_struct fs;
open file information //打開文件信息
struct files_struct files;
signal handlers //信號處理函數
spinlock_t sigmask_lock; Protects signal and blocked
struct signal_struct sig; //信號處理函數,
sigset_t blocked; //進程當前要阻塞的信號,每個信號對應一位
struct sigpending pending; //進程上是否有待處理的信號
unsigned long sas_ss_sp;
size_t sas_ss_size;
int (notifier)(void priv);
void notifier_data;
sigset_t notifier_mask; Thread group tracking
u32 parent_exec_id;
u32 self_exec_id;
Protection of (de-)allocation: mm, files, fs, tty
spinlock_t alloc_lock;
void journal_info; journalling filesystem info
};
很復雜有木有,大家挑著自己想要了解的看吧