从task_struct开始学习linux内核

一。数据结构

进程控制块PCB（Process Control Block）是进程存在和运行的唯一标志，在Linux中用task_struct这个结构体来表示。这个结构体中有很多数据项，查看源代码时没必要理解全部的数据项，只需要在以后使用时再理解。

struct task_struct
{
      ....
};

下面重点介绍几个基本的数据项：

1。进程状态

task_struct中用一个长整形state表示进程的状态。

volatile long state；

在linux中有四种基本的进程状态：

（1）就绪态（TASK_RUNNING）:包括了运行态的进程。这是为了方便管理，因为任意时刻处于就绪态的进程最多只有一个。

（2）等待（睡眠）态：又被分为两种

      i.浅度睡眠态（TASK_INTERRUPTIBLE）: 在两种情况下被唤醒：

                                                         1.当等待的资源满足时。

                                                         2.其它进程通过信号或时钟中断唤醒。

     ii.深度睡眠态（TASK_UNINTERRUPTIBLE）：只能等到等待的资源满足时才被唤醒，而不能被其它进程唤醒

 （3）暂停状态（TASK_STOPPED）：收到以下几种信号，进程进入暂停状态：

        i.SIGSTOP------------------停止进程执行

        ii。SIGTSTP-----------------从终端发来信号停止进程

       iii。SIGTTIN------------------来自键盘的中断

       iv。SIGTTOU----------------后台进程请求输出。

（4）僵死状态（TASK_ZOMBIE）:进程已结束且释放大部分资源，但尚未释放其PCB

2。进程标识符

linux用一个32位无符号整形pid来简单的标识一个进程，用uid和gid分别来标识进程所属的用户和组

pid_t pid;      
uid_t uid;
gid_t gid;

pid的上限是由pid_max决定的。编译内核时会让选择0x1000和0x8000两种数值，即pid_max=4096和pid_max=32768两种。

3。亲属关系

struct list_head children;        //子进程链表
struct list_head sibling;        //兄弟进程链表
struct task_struct *real_parent; //真正创建当前进程的进程 
struct task_struct *parent;      //养父进程

二。进程控制块的存放

1.内核栈

当进程从用户态进入内核态时要使用位于内核数据段上的内核栈,

2.数据结构

union thread_union
{
         struct thread_info thread_info;
         unsigned long stack[THERAD_SIZE/sizeof(long)];//内核栈，一般为8KB
};

内核中将task_struct的指针放在thread_info结构体中，而这个结构体又与内核栈一块被放在8KB的内核空间thread_union中。

struct thread_info{  
          struct task_struct *task;  
          struct exec_domain *exec_domain;  
          .....  
};