进程的表现形式

本文主要是介绍进程的表现形式，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

进程的表现形式

1.进程生命周期

运行：该进程此刻正在执行。

等待：进程能够运行，但没有得到许可，因为CPU分配给另一个进程。调度器可以在下一次
任务切换时选择该进程。

睡眠：进程正在睡眠无法运行，因为它在等待一个外部事件。调度器无法在下一次任务切换
时选择该进程。

2.进程表示

include/linux/sched.h中有结构体struct task_struct;表示了进程的所有信息。

struct task_struct { volatile long state; /* -1表示不可运行，0表示可运行，>0表示停止 */ void *stack; atomic_t usage; unsigned long flags; /* 每进程标志，下文定义 */ unsigned long ptrace; int lock_depth; /* 大内核锁深度 */ int prio, static_prio, normal_prio; struct list_head run_list; const struct sched_class *sched_class; struct sched_entity se; unsigned short ioprio; unsigned long policy; cpumask_t cpus_allowed; unsigned int time_slice; #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT) struct sched_info sched_info; #endif struct list_head tasks; /* * ptrace_list/ptrace_children链表是ptrace能够看到的当前进程的子进程列表。*/ struct list_head ptrace_children; struct list_head ptrace_list; struct mm_struct *mm, *active_mm; /* 进程状态 */ struct linux_binfmt *binfmt; long exit_state; int exit_code, exit_signal; int pdeath_signal; /* 在父进程终止时发送的信号 */ unsigned int personality; unsigned did_exec:1; pid_t pid; pid_t tgid; /* * 分别是指向（原）父进程、最年轻的子进程、年幼的兄弟进程、年长的兄弟进程的指针。*（p->father可以替换为p->parent->pid）*/ struct task_struct *real_parent; /* 真正的父进程（在被调试的情况下） */ struct task_struct *parent; /* 父进程 */ /* * children/sibling链表外加当前调试的进程，构成了当前进程的所有子进程*/ struct list_head children; /* 子进程链表 */ struct list_head sibling; /* 连接到父进程的子进程链表 */ struct task_struct *group_leader; /* 线程组组长 */ /* PID与PID散列表的联系。 */ struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX]; struct list_head thread_group; struct completion *vfork_done; /* 用于vfork() */ int __user *set_child_tid; /* CLONE_CHILD_SETTID */ int __user *clear_child_tid; /* CLONE_CHILD_CLEARTID */ unsigned long rt_priority; cputime_t utime, stime, utimescaled, stimescaled; unsigned long nvcsw, nivcsw; /* 上下文切换计数 */ struct timespec start_time; /* 单调时间 */ struct timespec real_start_time; /* 启动以来的时间 */ /* 内存管理器失效和页交换信息，这个有一点争论。它既可以看作是特定于内存管理器的，也可以看作是特定于线程的 */ unsigned long min_flt, maj_flt; cputime_t it_prof_expires, it_virt_expires; unsigned long long it_sched_expires; struct list_head cpu_timers[3]; /* 进程身份凭据 */ uid_t uid,euid,suid,fsuid; gid_t gid,egid,sgid,fsgid; struct group_info *group_info; kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted; unsigned keep_capabilities:1; struct user_struct *user; char comm[TASK_COMM_LEN]; /* 除去路径后的可执行文件名称-用[gs]et_task_comm访问（其中用task_lock()锁定它）-通常由flush_old_exec初始化 */ /* 文件系统信息 */ int link_count, total_link_count; /* ipc相关 */ struct sysv_sem sysvsem; /* 当前进程特定于CPU的状态信息 */ struct thread_struct thread; /* 文件系统信息 */ struct fs_struct *fs; /* 打开文件信息 */ struct files_struct *files; /* 命名空间 */ struct nsproxy *nsproxy; /* 信号处理程序 */ struct signal_struct *signal; struct sighand_struct *sighand; sigset_t blocked, real_blocked; sigset_t saved_sigmask; /* 用TIF_RESTORE_SIGMASK恢复 */ struct sigpending pending; unsigned long sas_ss_sp; size_t sas_ss_size; int (*notifier)(void *priv); void *notifier_data; sigset_t *notifier_mask; #ifdef CONFIG_SECURITY void *security; #endif /* 线程组跟踪 */ u32 parent_exec_id; u32 self_exec_id; /* 日志文件系统信息 */ void *journal_info; /* 虚拟内存状态 */ struct reclaim_state *reclaim_state; struct backing_dev_info *backing_dev_info; struct io_context *io_context; unsigned long ptrace_message; siginfo_t *last_siginfo; /* 由ptrace使用。*/ ... 
};

进程限制：

RLIMIT_CPU #按毫秒计算的最大CPU时间
RLIMIT_FSIZE #允许的最大文件长度
RLIMIT_DATA #数据段的最大长度
RLIMIT_STACK #（用户状态）栈的最大长度
RLIMIT_CORE #内存转储文件的最大长度
RLIMIT_RSS #常驻内存的最大尺寸。换句话说，进程使用页帧的最大数目。目前未使用
RLIMIT_NPROC #与进程真正UID关联的用户可以拥有的进程的最大数目
RLIMIT_NOFILE #打开文件的最大数目
RLIMIT_MEMLOCK #不可换出页的最大数目
RLIMIT_AS #进程占用的虚拟地址空间的最大尺寸
RLIMIT_LOCKS #文件锁的最大数目
RLIMIT_SIGPENDING #待决信号的最大数目
RLIMIT_MSGQUEUE #信息队列的最大数目
RLIMIT_NICE #非实时进程的优先级（nice level）
RLIMIT_RTPRIO #最大的实时优先级

命名空间：

概念：就是c++命名空间的意思，隔离资源。

创建：

1.用fork或者clone系统调用创建新进程时，有特定的选项可以控制使用使用新命名空间或者使用父命名空间。

2.unshare系统调用将进程的某些部分与父进程分离，包括命名空间。

进程类中命名空间结构体：

struct nsproxy {atomic_t count;struct uts_namespace *uts_ns;struct ipc_namespace *ipc_ns;struct mnt_namespace *mnt_ns;struct pid_namespace *pid_ns;struct net 	     *net_ns;
};

• UTS命名空间：
• ipc命名空间：
• mnt命名空间：
• pid命名空间：
• net命名空间：

进程id号：

​ UNIX进程总是会分配一个号码用于在其命名空间中唯一地标识它们。该号码被称作进程ID号，
简称PID。用fork或clone产生的每个进程都由内核自动地分配了一个新的唯一的PID值。

3.进程的系统调用

fork->sys_fork }

vfork->sys_vfork }---->do_fork

clone->sys_clone }

//arch/x86/kernel/process_32.c 
asmlinkage int sys_clone(struct pt_regs regs) 
{ unsigned long clone_flags; unsigned long newsp; int __user *parent_tidptr, *child_tidptr; clone_flags = regs.ebx; newsp = regs.ecx; parent_tidptr = (int __user *)regs.edx; child_tidptr = (int __user *)regs.edi; if (!newsp) newsp = regs.esp; return do_fork(clone_flags, newsp, &regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr); 
}asmlinkage int sys_fork(long r10, long r11, long r12, long r13, long mof, long srp,struct pt_regs *regs)
{//SIGCHLD:子进程结束后，发送SIGCHLD信号给父进程。return do_fork(SIGCHLD, rdusp(), regs, 0, NULL, NULL);
}//kernel/fork.c 
long do_fork(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,struct pt_regs *regs, unsigned long stack_size, int __user *parent_tidptr, int __user *child_tidptr)

• clone_flags是一个标志集合，用来指定控制复制过程的一些属性。最低字节指定了在子进程
  终止时被发给父进程的信号号码。其余的高位字节保存了各种常数，下文会分别讨论。
• stack_start是用户状态下栈的起始地址。
• regs是一个指向寄存器集合的指针，其中以原始形式保存了调用参数。该参数使用的数据类
  型是特定于体系结构的struct pt_regs，其中按照系统调用执行时寄存器在内核栈上的存储
  顺序，保存了所有的寄存器（更详细的信息，请参考附录A）。
• stack_size是用户状态下栈的大小。该参数通常是不必要的，设置为0
• parent_tidptr和child_tidptr是指向用户空间中地址的两个指针，分别指向父子进程的
  PID。NPTL（Native Posix Threads Library）库的线程实现需要这两个参数。我将在下文讨论
  其语义。

核心功能流程：

1.检查标志

2.dup_task_struct

3.检查资源限制

4.初始化task_struct

5.sched_fork

6.复制/共享进程的各个部分。

• copy_semundo:
• copy_files:
• copy_fs:
• copy_sighand:
• copy_signal:
• copy_mm:
• copy_namespaces:
• copy_thread:

7.设置各个进程id，进程关系，等等。

这篇关于进程的表现形式的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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