inux进程描述符—task_struct结构(转)
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linux进程描述符—task_struct结构
为了管理进程,操作系统必须对每个进程所做的事情进行清楚地描述,为此,操作系统使用数据结构来代表处理不同的实体,这个数据结构就是通常所说的进程描述
符或进程控制块,在linux系统中,这就是task_struct结构,在include\linux\sched.h文件中定义。每个进程都会被分配
一个task_struct结构,它包含了这个进程的所有信息,在任何时候操作系统都能跟踪这个结构的信息,这个结构是linux内核汇总最重要的数据结
构,下面我们会详细的介绍。这个结构的源代码及其注释如下,之后对其进行了分类解释。
//进程描述符task_struct
struct task_struct {
/* * offsets of these are hardcoded elsewhere - touch with care
*/ volatile long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ //-1 不能运行 0 运行 >0 停止
unsigned long flags; /* per process flags, defined below *///进程标志,在下面定义
int sigpending; //进程上是否有待处理的信号
mm_segment_t addr_limit; /* thread address space:进程地址空间
0-0xBFFFFFFF for user-thead
0-0xFFFFFFFF for kernel-thread
*/
volatile long need_resched; //调度标志,表示该进程是否需要重新调度,若非0,则当从内核态返回到用户态,会发生调度
int lock_depth; /* Lock depth *///锁深度
/* * offset 32 begins here on 32-bit platforms. We keep
* all fields in a single cacheline that are needed for
* the goodness() loop in schedule().
*/ long counter; //进程可运行的时间量
long nice; //进程的基本时间片
unsigned long policy; //进程的调度策略,有三种,实时进程:SCHED_FIFO,SCHED_RR;分时进程:SCHED_OTHER;
struct mm_struct *mm; //进程内存管理信息
int processor;
/* * cpus_runnable is ~0 if the process is not running on any
* CPU. It's (1 << cpu) if it's running on a CPU. This mask
* is updated under the runqueue lock.
* * To determine whether a process might run on a CPU, this
* mask is AND-ed with cpus_allowed.
* 若进程不在任何CPU上运行,cpus_runnable 的值是0,否则是1。这个值在运行 *队列被锁时更新;*/
unsigned long cpus_runnable, cpus_allowed;
/* * (only the 'next' pointer fits into the cacheline, but
* that's just fine.)
*/
struct list_head run_list; //指向运行队列的指针
unsigned long sleep_time; //进程的睡眠时间
struct task_struct *next_task, *prev_task; //用于将系统中所有的进程连成一个双向循环链表,其根是init_task.
struct mm_struct *active_mm;
struct list_head local_pages; //指向本地页面
unsigned int allocation_order, nr_local_pages;
/* task state */
struct linux_binfmt *binfmt; //进程所运行的可执行文件的格式
int exit_code, exit_signal;
int pdeath_signal; /* The signal sent when the parent dies *///父进程终止是向子进程发送的信号
/* ??? */
unsigned long personality; //Linux可以运行由其他UNIX操作系统生成的符合iBCS2标准的程序
int did_exec:1; //按POSIX要求设计的布尔量,区分进程正在执行从父进程中继承的代码,还是执行由execve装入的新程序代码
pid_t pid; //进程标识符,用来代表一个进程
pid_t pgrp; //进程组标识,表示进程所属的进程组
pid_t tty_old_pgrp; //进程控制终端所在的组标识
pid_t session; //进程的会话标识
pid_t tgid;
/* boolean value for session group leader */
int leader; //标志,表示进程是否为会话主管
/*
* pointers to (original) parent process, youngest child, younger sibling,
* older sibling, respectively. (p->father can be replaced with
* p->p_pptr->pid)
*///指针指向(原始的)父进程,孩子进程,比自己年轻的兄弟进程,比自己年长的兄弟进程
//(p->father能被p->p_pptr->pid代替)
struct task_struct *p_opptr, *p_pptr, *p_cptr, *p_ysptr, *p_osptr;
struct list_head thread_group; //线程链表
/* PID hash table linkage. *///进程散列表指针
struct task_struct *pidhash_next; //用于将进程链入HASH表pidhash
struct task_struct **pidhash_pprev;
wait_queue_head_t wait_chldexit; /* for wait4() *///wait4()使用
struct completion *vfork_done; /* for vfork() */// vfork() 使用
unsigned long rt_priority; //实时优先级,用它计算实时进程调度时的weight值
//it_real_value,it_real_incr用于REAL定时器,单位为jiffies。系统根据it_real_value //设置定时器的第一个终止时间。在定时器到期时,向进程发送SIGALRM信号,同时根据it_real_incr重置终止时间
//it_prof_value,it_prof_incr用于Profile定时器,单位为jiffies。当进程运行时,不管在何种状态下,每个tick都使
//it_prof_value值减一,当减到0时,向进程发送信号SIGPROF,并根据it_prof_incr重置时间
//it_virt_value,it_virt_value用于Virtual定时器,单位为jiffies。当进程运行时,不管在何种状态下,每个tick都使
//it_virt_value值减一,当减到0时,向进程发送信号SIGVTALRM,根据it_virt_incr重置初值。
//Real定时器根据系统时间实时更新,不管进程是否在运行
//Virtual定时器只在进程运行时,根据进程在用户态消耗的时间更新
//Profile定时器在进程运行时,根据进程消耗的时(不管在用户态还是内核态)更新
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;//指向实时定时器的指针
struct tms times; //记录进程消耗的时间,
unsigned long start_time;//进程创建的时间
long per_cpu_utime[NR_CPUS], per_cpu_stime[NR_CPUS]; //记录进程在每个CPU上所消耗的用户态时间和核心态时间
/* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */
//内存缺页和交换信息:
//min_flt, maj_flt累计进程的次缺页数(Copy on Write页和匿名页)和主缺页数(从映射文件或交换设备读入的页面数);
//nswap记录进程累计换出的页面数,即写到交换设备上的页面数。
//cmin_flt, cmaj_flt, cnswap记录本进程为祖先的所有子孙进程的累计次缺页数,主缺页数和换出页面数。在父进程
//回收终止的子进程时,父进程会将子进程的这些信息累计到自己结构的这些域中
unsigned long min_flt, maj_flt, nswap, cmin_flt, cmaj_flt, cnswap;
int swappable:1; //表示进程的虚拟地址空间是否允许换出
/* process credentials *////进程认证信息
//uid,gid为运行该进程的用户的用户标识符和组标识符,通常是进程创建者的uid,gid //euid,egid为有效uid,gid
//fsuid,fsgid为文件系统uid,gid,这两个ID号通常与有效uid,gid相等,在检查对于文件系统的访问权限时使用他们。
//suid,sgid为备份uid,gid
uid_t uid,euid,suid,fsuid;
gid_t gid,egid,sgid,fsgid;
int ngroups; //记录进程在多少个用户组中
gid_t groups[NGROUPS]; //记录进程所在的组
kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;//进程的权能,分别是有效位集合,继承位集合,允许位集合
int keep_capabilities:1;
struct user_struct *user;
/* limits */
struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS]; //与进程相关的资源限制信息
unsigned short used_math; //是否使用FPU
char comm[16]; //进程正在运行的可执行文件名
/* file system info *///文件系统信息
int link_count, total_link_count;
struct tty_struct *tty; /* NULL if no tty 进程所在的控制终端,如果不需要控制终端,则该指针为空*/
unsigned int locks; /* How many file locks are being held */
/* ipc stuff *///进程间通信信息
struct sem_undo *semundo; //进程在信号灯上的所有undo操作
struct sem_queue *semsleeping; //当进程因为信号灯操作而挂起时,他在该队列中记录等待的操作
/* CPU-specific state of this task *///进程的CPU状态,切换时,要保存到停止进程的
task_struct中
struct thread_struct thread;
/* filesystem information文件系统信息*/
struct fs_struct *fs;
/* open file information *///打开文件信息
struct files_struct *files;
/* signal handlers *///信号处理函数
spinlock_t sigmask_lock; /* Protects signal and blocked */
struct signal_struct *sig; //信号处理函数,
sigset_t blocked; //进程当前要阻塞的信号,每个信号对应一位
struct sigpending pending; //进程上是否有待处理的信号
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;
/* journalling filesystem info */
void *journal_info;
};