task_struct是进程描述符。操作系统通过task_struct感知进程的存在。
在linux中每一个进程都由task_struct 数据结构来定义.task_struct就是我们通常所说的PCB。 ta是对进程控制的唯一手段也是最有效的手段. 当我们调用fork() 时,系统会为我们产生一个task_struct结构。然后从父进程,那里继承一些数据, 并把新的进程插入到进程树中,以待进行进程管理。因此了解task_struct的结构对于我们理解任务调度(在linux 中任务和进程是同一概念)的关键。
在进行剖析task_struct的定义之前，我们先按照我们的理论推一下它的结构：
1、进程状态 ,将纪录进程在等待,运行,或死锁
2、调度信息, 由哪个调度函数调度,怎样调度等
3、进程的通讯状况
4、因为要插入进程树,必须有联系父子兄弟的指针, 当然是task_struct型
5、时间信息, 比如计算好执行的时间, 以便cpu 分配
6、标号 ,决定改进程归属
7、可以读写打开的一些文件信息
8、 进程上下文和内核上下文
9、处理器上下文
10、内存信息
因为每一个PCB都是这样的, 只有这些结构, 才能满足一个进程的所有要求。打开
/include/linux/sched.h
可以找到task_struct 的定义
struct task_struct {
volatile long state;
//
说明了该进程是否可以执行,还是可中断等信息
unsigned long flags;
//
Flage 是进程号,在调用fork()时给出
intsigpending;
//
进程上是否有待处理的信号
mm_segment_taddr_limit; //
进程地址空间,区分内核进程与普通进程在内存存放的位置不同
//
0-0xBFFFFFFF foruser-thead
//
0-0xFFFFFFFF forkernel-thread
//
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
volatilelong need_resched;
int lock_depth;
//
锁深度
longnice;
//
进程的基本时间片
//
进程的调度策略,有三种,实时进程:SCHED_FIFO,SCHED_RR,分时进程:SCHED_OTHER
unsigned long policy;
struct mm_struct *mm;
//
进程内存管理信息
int processor;
//
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;
struct list_head run_list; //
指向运行队列的指针
unsigned longsleep_time;
//
进程的睡眠时间
//
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 task_struct *next_task, *prev_task;
struct mm_struct *active_mm;
struct list_headlocal_pages;
//
指向本地页面
unsigned int allocation_order, nr_local_pages;
struct linux_binfmt *binfmt;
//
进程所运行的可执行文件的格式
int exit_code, exit_signal;
intpdeath_signal;
//
父进程终止是向子进程发送的信号
unsigned longpersonality;
//
Linux可以运行由其他UNIX操作系统生成的符合iBCS2标准的程序
intdid_exec:1;
pid_tpid;
//
进程标识符,用来代表一个进程
pid_tpgrp;
//
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_tsession;
//
进程的会话标识
pid_t tgid;
intleader;
//
表示进程是否为会话主管
struct task_struct*p_opptr,*p_pptr,*p_cptr,*p_ysptr,*p_osptr;
struct list_head thread_group;
//
线程链表
struct task_struct*pidhash_next;
//
用于将进程链入HASH表
struct task_struct**pidhash_pprev;
wait_queue_head_t wait_chldexit;
//
供wait4()使用
struct completion*vfork_done;
//
供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。
unsigned long it_real_value, it_prof_value, it_virt_value;
unsigned long it_real_incr, it_prof_incr, it_virt_value;
struct timer_listreal_timer;
//
指向实时定时器的指针
struct tmstimes;
//
记录进程消耗的时间
unsigned longstart_time;
//
进程创建的时间
//
记录进程在每个CPU上所消耗的用户态时间和核心态时间
longper_cpu_utime[NR_CPUS],per_cpu_stime[NR_CPUS];
//
内存缺页和交换信息:
//
min_flt, maj_flt累计进程的次缺页数（Copyon 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
unsignedlong 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
//
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
//
进程的权能，分别是有效位集合，继承位集合，允许位集合
kernel_cap_tcap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;
int keep_capabilities:1;
struct user_struct *user;
struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS];
//
与进程相关的资源限制信息
unsigned shortused_math;
//
是否使用FPU
charcomm[16];
//
进程正在运行的可执行文件名
//
文件系统信息
int link_count, total_link_count;
//
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
struct tty_struct*tty;
unsigned int locks;
//
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
//
进程的CPU状态，切换时，要保存到停止进程的task_struct中
structthread_struct thread;
//
文件系统信息
struct fs_struct *fs;
//
打开文件信息
struct files_struct *files;
//
信号处理函数
spinlock_t sigmask_lock;
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 sigpendingpending;
//
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;
u32 parent_exec_id;
u32 self_exec_id;
spinlock_t alloc_lock;
void *journal_info;
};