在linux 中每一個進(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, 系統(tǒng)會為我們產(chǎn)生一個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,運行,或死鎖

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

3、進(jìn)程的通訊狀況

4、因為要插入進(jìn)程樹,必須有聯(lián)系父子兄弟的指針, 當(dāng)然是task_struct型

5、時間信息, 比如計算好執(zhí)行的時間, 以便cpu 分配

6、標(biāo)號 ,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

因為每一個PCB都是這樣的, 只有這些結(jié)構(gòu), 才能滿足一個進(jìn)程的所有要求。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(jìn)程是否可以執(zhí)行,還是可中斷等信息*/
unsigned long flags; /*Flage 是進(jìn)程號,在調(diào)用fork()時給出*/
int sigpending; /*進(jìn)程上是否有待處理的信號*/
mm_segment_t addr_limit;
/**********************************************************/
/**進(jìn)程地址空間,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*/
/****0-0xBFFFFFFF for user-thead??? ***********************/
/****0-0xFFFFFFFF for kernel-thread ***********************/
/**********************************************************/
volatile long need_resched;
/**********************************************************/
/**********調(diào)度標(biāo)志,表示該進(jìn)程是否需要重新調(diào)度,************/
/**********若非0,則當(dāng)從內(nèi)核態(tài)返回到用戶態(tài),會發(fā)生調(diào)度*******/
/**********************************************************/

int lock_depth; /*********************鎖深度***************/
long nice; /*************進(jìn)程的基本時間片******************/
unsigned long policy;
/**********************************************************/
/*進(jìn)程的調(diào)度策略,有三種************************************/
/*實時進(jìn)程:SCHED_FIFO,SCHED_RR*****************************/
/*分時進(jìn)程:SCHED_OTHER*************************************/
/**********************************************************/
/**********************************************************/
struct mm_struct *mm; //進(jìn)程內(nèi)存管理信息
int processor;
/**********************************************************/
/*若進(jìn)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.*/
/**********************************************************/
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(jìn)程的睡眠時間*************/
struct task_struct *next_task, *prev_task;
/**********************************************************/
/*用于將系統(tǒng)中所有的進(jìn)程連成一個雙向循環(huán)鏈表*/
/*其根是init_task.*/
/**********************************************************/
struct mm_struct *active_mm;
struct list_head local_pages;/**指向本地頁面***************/
unsigned int allocation_order, nr_local_pages;
struct linux_binfmt *binfmt;/*進(jìn)程所運行的可執(zhí)行文件的格式*/
int exit_code, exit_signal;
int pdeath_signal;/*父進(jìn)程終止是向子進(jìn)程發(fā)送的信號*********/
unsigned long personality;
/*Linux可以運行由其他UNIX操作系統(tǒng)生成的符合iBCS2標(biāo)準(zhǔn)的程序*/
int did_exec:1;
/**********************************************************/
/*按POSIX要求設(shè)計的布爾量,區(qū)分進(jìn)程正在執(zhí)行從***************/
/*父進(jìn)程中繼承的代碼,還是執(zhí)行由execve裝入的新程序代碼******/
/**********************************************************/
pid_t pid;/**********進(jìn)程標(biāo)識符,用來代表一個進(jìn)程***********/
pid_t pgrp;/********進(jìn)程組標(biāo)識,表示進(jìn)程所屬的進(jìn)程組********/
pid_t tty_old_pgrp;/*******進(jìn)程控制終端所在的組標(biāo)識********/
pid_t session;/*************進(jìn)程的會話標(biāo)識*****************/
pid_t tgid;
int leader; /*************標(biāo)志,表示進(jìn)程是否為會話主管******/
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;/*用于將進(jìn)程鏈入HASH表pidhash
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;
/****實時優(yōu)先級，用它計算實時進(jìn)程調(diào)度時的weight值，/*******/
/*it_real_value，it_real_incr用于REAL定時器，單位為jiffies*/
系統(tǒng)根據(jù)it_real_value //設(shè)置定時器的第一個終止時間。
在定時器到期時，向進(jìn)程發(fā)送SIGALRM信號，同時根據(jù)
it_real_incr重置終止時間，it_prof_value，it_prof_incr
用于Profile定時器，單位為jiffies。當(dāng)進(jìn)程運行時，
不管在何種狀態(tài)下，每個tick都使it_prof_value值減一，
當(dāng)減到0時，向進(jìn)程發(fā)送信號SIGPROF，并根據(jù)it_prof_incr重置時間
it_virt_value，it_virt_value用于Virtual定時器，單位為jiffies。
當(dāng)進(jìn)程運行時，不管在何種狀態(tài)下，每個tick都使it_virt_value值減一
當(dāng)減到0時，向進(jìn)程發(fā)送信號SIGVTALRM，根據(jù)it_virt_incr重置初值。
Real定時器根據(jù)系統(tǒng)時間實時更新，不管進(jìn)程是否在運行
Virtual定時器只在進(jìn)程運行時，根據(jù)進(jìn)程在用戶態(tài)消耗的時間更新
Profile定時器在進(jìn)程運行時，根據(jù)進(jìn)程消耗的時
（不管在用戶態(tài)還是內(nèi)核態(tài)）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?qū)崟r定時器的指針
struct tms times; //記錄進(jìn)程消耗的時間，
unsigned long start_time;//進(jìn)程創(chuàng)建的時間
long per_cpu_utime[NR_CPUS], per_cpu_stime[NR_CPUS]; //記錄進(jìn)程在每個CPU上所消耗的用戶態(tài)時間和核心態(tài)時間
/* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */
//內(nèi)存缺頁和交換信息：
//min_flt, maj_flt累計進(jìn)程的次缺頁數(shù)（Copy on　Write頁和匿名頁）和主缺頁數(shù)（從映射文件或交換設(shè)備讀入的頁面數(shù)）；
//nswap記錄進(jìn)程累計換出的頁面數(shù)，即寫到交換設(shè)備上的頁面數(shù)。
//cmin_flt, cmaj_flt, cnswap記錄本進(jìn)程為祖先的所有子孫進(jìn)程的累計次缺頁數(shù)，主缺頁數(shù)和換出頁面數(shù)。在父進(jìn)程
//回收終止的子進(jìn)程時，父進(jìn)程會將子進(jìn)程的這些信息累計到自己結(jié)構(gòu)的這些域中
unsigned long min_flt, maj_flt, nswap, cmin_flt, cmaj_flt, cnswap;
int swappable:1; //表示進(jìn)程的虛擬地址空間是否允許換出
/* process credentials *進(jìn)程認(rèn)證信息
//uid,gid為運行該進(jìn)程的用戶的用戶標(biāo)識符和組標(biāo)識符，通常是進(jìn)程創(chuàng)建者的uid，gid //euid，egid為有效uid,gid
//fsuid，fsgid為文件系統(tǒng)uid,gid，這兩個ID號通常與有效uid,gid相等，在檢查對于文件系統(tǒng)的訪問權(quán)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(jìn)程在多少個用戶組中
gid_t groups[NGROUPS]; //記錄進(jìn)程所在的組
kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;//進(jìn)程的權(quán)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(jìn)程相關(guān)的資源限制信息
unsigned short used_math; //是否使用FPU
char comm[16]; //進(jìn)程正在運行的可執(zhí)行文件名
/* file system info *///文件系統(tǒng)信息
int link_count, total_link_count;
struct tty_struct *tty; /* NULL if no tty 進(jìn)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(jìn)程間通信信息
struct sem_undo *semundo; //進(jìn)程在信號燈上的所有undo操作
struct sem_queue *semsleeping; //當(dāng)進(jìn)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(jìn)程的CPU狀態(tài)，切換時，要保存到停止進(jìn)程的
task_struct中
struct thread_struct thread;
/* filesystem information文件系統(tǒng)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(shù)
spinlock_t sigmask_lock; /* Protects signal and blocked */
struct signal_struct *sig; //信號處理函數(shù)，
sigset_t blocked; //進(jìn)程當(dāng)前要阻塞的信號，每個信號對應(yīng)一位
struct sigpending pending; //進(jìn)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 */
};

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的PCB task_struct 数据结构 (转：http://blog.csdn.net/jurrah/article/details/3965437)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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