linux — 进程PCB详解

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-06-05 11:40 396阅读 0赞

# 进程PCB详解 #

先不要说什么PCB首先进程是什么?? 一个进程的存储又是如何的样子呢？？？ 首先进程就是一个运行当中的程序. 程序本来是存储在磁

盘的,当我们 需要执行它的时候，先把他读取到内存当中，再然后放入到寄存器中，最后让cpu执行程序，这个时候程序就变成了一个进

程. 但是进程的生命周期其 实不是很长，因为程序运行结束之后，进程的生命周期就终止了. 那么每一个进程肯定都是一个独立的个体

，那么每个进程与进程直接肯定都拥有自 己独有的一份管理自己的单独的任务结果 .而这个任务结果就是我们今天的PCB.  每个进程运行

的时候都会拿到4G的虚拟内存.其中3G是交给用户的,然 后剩下的1G 内存 存储内核的东西了.我们的PCB其实就存储在1G的内核系统空间里

面. 他其实就是一个task\_struct结构体.里面存储这进程的所有信息 那么让我们来认识一下这个结构体吧.

这个时候先思考一个问题每一个进程都需要4G的虚拟内存，而你的物理内存就那么点，而我们的计算机当中有成千上万的进程，那么这

些进程都存有 自己的PCB，物理内存其实就只有那么一点，那么这些巨大数量的PCB是怎么存储的呢? ? ? 虚拟内存有什么特殊的作用呢?

如果不了解，但是想了解的可以看看这个[虚拟内存和物理内存的区别和联系][Link 1]

![20171126214307033][]

那么让我们来看看task\_struct结构体里面都有些什么东西呢???

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;
    };

[Link 1]: http://blog.csdn.net/dawn_sf/article/details/78645304
[20171126214307033]: /images/20220605/bdacb146a74e45fb8e73d9c3105198a1.png