在linux 中每一個(gè)進(jìn)程都由task_struct 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來定義. task_struct就是我們通常所說的PCB.

她是對(duì)進(jìn)程控制的唯一手段也是最有效的手段.

當(dāng)我們調(diào)用fork() 時(shí), 系統(tǒng)會(huì)為我們產(chǎn)生一個(gè)task_struct結(jié)構(gòu).然后從父進(jìn)程,那里繼承一些數(shù)據(jù),

并把新的進(jìn)程插入到進(jìn)程樹中, 以待進(jìn)行進(jìn)程管理.因此了解task_struct的結(jié)構(gòu)對(duì)于我們理解任務(wù)

調(diào)度(在linux 中任務(wù)和進(jìn)程是同一概念)的關(guān)鍵.在進(jìn)行剖析task_struct的定義之前. 我們先按照

我們的理論推一下它的結(jié)構(gòu).

1, 進(jìn)程狀態(tài) ,將紀(jì)錄進(jìn)程在等待,運(yùn)行,或死鎖

2, 調(diào)度信息, 由哪個(gè)調(diào)度函數(shù)調(diào)度,怎樣調(diào)度等

3, 進(jìn)程的通訊狀況

4,因?yàn)橐迦脒M(jìn)程樹,必須有聯(lián)系父子兄弟的指針, 當(dāng)然是task_struct型

5,時(shí)間信息, 比如計(jì)算好執(zhí)行的時(shí)間, 以便cpu 分配

6,標(biāo)號(hào) ,決定改進(jìn)程歸屬

7,可以讀寫打開的一些文件信息

8, 進(jìn)程上下文和內(nèi)核上下文

9,處理器上下文

10,內(nèi)存信息

因?yàn)槊恳粋€(gè)PCB都是這樣的, 只有這些結(jié)構(gòu), 才能滿足一個(gè)進(jìn)程的所有要求.

打開/include/linux/sched.h 找到task_struct 的定義

struct task_struct {

/* these are hardcoded - don't touch */

這里是一些硬件設(shè)置對(duì)程序原來說是透明的. 其中state 說明了該進(jìn)程是否可以執(zhí)行,

還是可中斷等信息. Flage 是進(jìn)程號(hào), 在調(diào)用 fork() 時(shí)給出,addr_limit 是區(qū)分內(nèi)核進(jìn)程

與普通進(jìn)程在內(nèi)存存放的位置不同

volatile long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */

unsigned long flags; /* per PRocess flags, defined below */

int sigpending;

mm_segment_t addr_limit; /* thread address space:

0-0xBFFFFFFF for user-thead

0-0xFFFFFFFF for kernel-thread

*/

struct exec_domain *exec_domain;

long need_resched;

/* various fields */

count 是 計(jì)數(shù)器 priorrity 是優(yōu)先級(jí)

long counter;

long priority;

cycles_t avg_slice;

/* SMP and runqueue state */

為多處理機(jī)定義的變量.

int has_cpu;

int processor;

int last_processor;

int lock_depth;

/* Lock depth. We can context switch in and out of holding a syscall kernel lock... */

為了在進(jìn)程樹中排序, 定義的父子,兄弟指針

struct task_struct *next_task, *prev_task;

struct tas74k_struct *next_run, *prev_run;

/* task state */

定義可 task 運(yùn)行的狀態(tài), 以及信號(hào)

struct linux_binfmt *binfmt;

int exit_code, exit_signal;

int pdeath_signal; /* The signal sent when the parent dies */

/* 定義可進(jìn)程的用戶號(hào),用戶組以及進(jìn)程組*/

unsigned long personality;

int dumpable:1;

int did_exec:1;

pid_t pid;

pid_t pgrp;

pid_t tty_old_pgrp;

pid_t session;

/* boolean value for session group leader */

是不是進(jìn)程組的頭文件

int leader;

/*

* pointers to (original) parent process, youngest child, younger sibling,

* older sibling, respectively. (p->father can be replaced with

* p->p_PPTr->pid)

*/

父子進(jìn)程的一些指針

struct task_struct *p_opptr, *p_pptr, *p_cptr, *p_ysptr, *p_osptr;

/* PID hash table linkage. */

在調(diào)度中用的一些hash 表

struct task_struct *pidhash_next;

struct task_struct **pidhash_pprev;

/* Pointer to task[] array linkage. */

struct task_struct **tarray_ptr;

struct wait_queue *wait_chldexit; /* for wait4() 等待隊(duì)列 */

struct semaphore *vfork_sem; /* for vfork() */

unsigned long policy, rt_priority;

unsigned long it_real_value, it_prof_value, it_virt_value;

進(jìn)程的性質(zhì)因?yàn)閷?shí)時(shí)進(jìn)程與普通進(jìn)程的調(diào)度算法不一樣所以應(yīng)有變量區(qū)分

下面是進(jìn)程的一些時(shí)間信息

unsigned long it_real_incr, it_prof_incr, it_virt_incr;

struct timer_list real_timer;

struct tms times;

unsigned long start_time;

long per_cpu_utime[NR_CPUS], per_cpu_stime[NR_CPUS];定義了時(shí)間片的大小

/* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */

內(nèi)存信息

unsigned long min_flt, maj_flt, nswap, cmin_flt, cmaj_flt, cnswap;

int swappable:1;

/* process credentials */

uid_t uid,euid,suid,fsuid;

gid_t gid,egid,sgid,fsgid;

int ngroups;

gid_t groups[NGROUPS];

kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;

struct user_struct *user;

以下英文注釋很清楚

/* limits */

struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS];

unsigned short used_math;

char comm[16];

/* file system info */

int link_count;

struct tty_struct *tty; /* NULL if no tty */

/* ipc stuff */

struct sem_undo *semundo;

struct sem_queue *semsleeping;

/* tss for this task */

struct thread_struct tss;

/* filesystem information */

struct fs_struct *fs;

/* open file information */

struct files_struct *files;

/* memory management info */

struct mm_struct *mm;

/* signal handlers */

spinlock_t sigmask_lock; /* Protects signal and blocked */

struct signal_struct *sig;

sigset_t signal, blocked;

struct signal_queue *sigqueue, **sigqueue_tail;

unsigned long sas_ss_sp;

size_t sas_ss_size;

};

在分析完 這個(gè)結(jié)構(gòu)之后, 還有很多問題要想, 也許不能讀 但框架要搞好.需要向的問題有以下幾個(gè)

1,在task_struct 中用的常量在那里定義呢, 如最大進(jìn)程個(gè)數(shù), 最多支持的cpu 個(gè)數(shù),等等

2,在調(diào)用fork() 時(shí), 系統(tǒng)是分配一塊內(nèi)存 會(huì)是這樣么

malloc(1,sizeof(struct task_struck))

拷貝一些變量,還是和服進(jìn)程公用一部分內(nèi)存.malloc 函數(shù)怎么實(shí)現(xiàn)(在內(nèi)存管理那一部分,但此處我認(rèn)為不能不想)

3,.對(duì)于線程來說, 又如何實(shí)現(xiàn)呢?

4, 調(diào)度策略函數(shù) schedul()

有幾種形勢(shì), 時(shí)間片輪轉(zhuǎn), 搶占式,優(yōu)先級(jí)搶占式, 多級(jí)反饋制.除了時(shí)間片輪轉(zhuǎn)外都要對(duì)進(jìn)程樹進(jìn)行遍歷,(對(duì)于實(shí)時(shí)進(jìn)程

的fifo機(jī)制不用)linux 是怎樣保證了高效呢?如果把最大線成數(shù)修改, 效率會(huì)不會(huì)降低

5, 進(jìn)程通訊用到的管道,信號(hào)結(jié)構(gòu)如何

待續(xù)..